Плазменная технология утилизации отходов: Плазменная технология утилизации отходов | Твердые бытовые отходы

Содержание

Плазменная переработка мусора плюсы и минусы

18.12.2021

ФККО отходы

Человечество производит такое количество всевозможного мусора, бытовых и производственных отходов, что это уже давно стало большой проблемой в масштабе планеты. Во всех цивилизованных странах, в том числе в России, регламентирование перевозки, утилизации, переработки мусора — задача государства. Прежде чем произвести последующие манипуляции, отходы классифицируют. ФККО — федеральный классификационный каталог отходов. В справочнике перечисляются разные типы…

Читать далее

25.11.2021

Вторсырье

Вопрос об использовании вторичного сырья все чаще поднимается в нашей стране, что не может не радовать. Ведь количество отходов, ежедневно пополняющих свалки, негативно влияет на экологические показатели окружающей среды. Чтобы внести свой вклад в вопрос переработки вторсырья, необходимо не только знать, что относится к группе товаров, которые можно использовать заново, но и как правильно их. ..

Читать далее

20.11.2021

Опасные отходы

С развитием научной отрасли, экономики и уровня жизни граждан стремительно ухудшается состояние экологии во всем мире. Главные эпицентры загрязнений – большие города и центры промышленности, так как там ежедневно появляются тонны вредных отходов. Опасные отходы – мусор, который остается после промышленного производства. Это выбросы с химическим составом или различными вредоносными свойствами, которые способны вызвать развитие…

Читать далее

15.09.2021

Пищевые отходы

Выбрасывая недоеденный обед или ужин в мусорное ведро, мало кто задумывается о том, что это результат опасной привычки, которая незаметно сформировалась у многих наших современников.  Это привычка покупать продуктов больше, чем можно съесть. Как показывают исследования, около трети продовольственной продукции на стадии потребления оказывается в мусорных бачках. Что включает в себя термин Под пищевыми отходами…

Читать далее

09.09.2021

Отходы производства

Отходы производства – это предметы, материалы или вещества, которые образуются в ходе производственной деятельности промышленных предприятий, оказания ими услуг или выполнения различных работ. Остатки полуфабрикатов и сырья, возникающие в технологических процессах, могут служить базой для других производственных операций или же быть непригодными для дальнейшего использования. К отходам производства относятся разнообразные по физико-химическим составам и свойствам…

Читать далее

25.08.2021

Оплата за вывоз мусора

Еще несколько лет назад плата за вывоз мусора начислялась с учетом площади помещения. В 2019 году ситуация изменилась. На законодательном уровне решено, что за основу при расчете нужно брать количество проживающих или собственников, если в квартире никто не живет. Результатом стало существенное удорожание услуги для пользователей: физических и юридических лиц. Законодательная база для расчета платы…

Читать далее

17.08.2021

Промышленные отходы

Деятельность любых предприятий неразрывно связана с образованием мусора. И это — не только бумага и картриджи в бухгалтерии, но и бракованная продукция, обрези металла и пластика, упаковка, лаки, краски, многое другое. Если говорить обо всем утиле, то на долю промышленных приходится не более 10-15% от общего объема. Но по степени опасности они существенно превосходят бытовые….

Читать далее

13.08.2021

Крупногабаритный мусор

Что такое крупногабаритный мусор и кто должен заниматься его вывозом? Данный тип отходов, согласно классификации, включен в ТБО, поэтому вывозить его обязана управляющая компания. Однако нужно точно знать, что входит в обозначенную категорию, чтобы не возникло проблем с законом. В статье подробно рассказывается, как определить, что ваш мусор – крупногабаритный, как отстоять свои права в…

Читать далее

09.07.2021

Транспортировка отходов

Транспортирование отходов – комплекс мероприятий, необходимых для перемещения мусора из пункта накопления до полигона или предприятия, где будет осуществлены его утилизация, захоронение, обезвреживание. Оказывать услуги перевозки может далеко не каждая компания, имеющая в распоряжении грузовые самосвалы или прочие виды спецтехники. Чтобы транспортировать отходы, подрядчик должен соответствовать строгим требованиям, которые касаются и техники, и персонала. За…

Читать далее

11.05.2021

Технологии переработки отходов

Проблема переработки пластиковых отходов – это настоящий вызов современной науке. Химики, технологи, экологи ищут способы не только уничтожить мусор, но и найти ему должное применение. Некоторые идеи ученых по его вторичному использованию уже получили статус стартапов и нащупывают пути реализации. Откуда берется лишний мусор Специалисты, занимающиеся мониторингом состояния окружающей среды, отмечают, что в связи с…

Читать далее

26.03.2021

РОП

В России уже несколько лет проводится мусорная реформа. И одним из ее компонентов стала расширенная ответственность производителя или РОП. Этот инструмент предполагает, что компания, выпустившая некоторый товар в упаковке, обязана потом ее собрать и утилизировать. Когда? Как только непосредственно изделие или тара от него стали отходами. Важный момент! Механизм РОП, виды товаров, подлежащих утилизации, обозначены…

Читать далее

13.03.2021

ОССиГ

В России уже третий год идет мусорная реформа, которая направлена на сокращение свалок и полигонов, увеличение перерабатывающих производств. Первым этапом Правительство обратило внимание на твердые бытовые отходы, для которых была создана и внедрена современная схема обращения с созданием соответствующей инфраструктуры. На следующем этапе разработчики реформы обратились к строительному мусору. На следующем этапе разработчики реформы обратили…

Читать далее

Технология плазменной газификации Westinghouse Plasma Corporation. Cleandex

1. Актуальность проблемы
2. Технология плазменной газификации WPC
3. Экономические показатели плазменной газификации

1. Актуальность проблемы утилизации отходов

Ежегодно на территории Московской области образуется более 20 млн. тонн промышленных и бытовых отходов. Большую часть из них составляют отходы вывозимые на полигоны Московской области из Москвы, твердые бытовые отходы (ТБО) – 5 млн. тонн, промышленные и строительные отходы 6 млн тонн. Через 2–3 года полигоны ТБО на территории Московской области будут закрыты. В связи с этим принято решение о строительство на территории Московской области сети заводов плазменной газификации промышленных и бытовых отходов для производства электроэнергии. Заводы планируется разместить в муниципальных районах, раничащих с городом Москва. Производительность одного завода по переработке отходов 1500 тонн/ сутки (500 000 тонн в год), для производства электроэнергии

50 Мвт/ч.

2. Технология плазменной газификации WPC

Технология плазменной газификации разработана для решения широкого круга задач одной, из которых является преобразование любых видов отходов, включая био-отходы, опасные отходы, в электроэнергию/синтетическое топливо (дизельное топливо, этанол) и другие полезные материалы (тонна отходов равна 1–1,3 МВт/ч электроэнергии). Является технологией промышленного использования, имеет коммерчески успешные инсталляции по всему миру (Япония, Индия, Англия, Китае, США). Ведутся работы по проектированию и строительству в странах Евросоюза. Применение плазменной газификации неотъемлемо связано с Киотским соглашением по уменьшению влияния на атмосферу человека. Влияние на природу и человека ниже мировых норм ПДК в 10–15 раз.

Более 30 лет научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и свыше 500000 часов эксплуатации серийных факелов позволили корпорации WPC

 разработать передовую технологию плазменной газификации – очень эффективное и надежное решение проблемы. С момента приобретения в 2007 г. корпорации WPC, Alter NRG раздвинула рамки разработок технологии.

Возможность использовать технологию WPC для переработки разнородного исходного сырья при его минимальной подготовке уникальна. Это позволяет смешивать разное исходное сырье, такое как бытовые отходы, опасные отходы, строительный мусор и лом, автомобильный лом, уголь с высоким содержанием золы, биомассу, жидкости и шламы. Такая универсальность позволяет компаниям оптимизировать работы по типу доступного исходного сырья.

Конечный продукт процесса плазменной газификации WPC может быть разным, например электроэнергия, пар или жидкое топливо.

Одновременно сокращаются выбросы вредных парниковых газов в атмосферу. Плазменная газификация – это испытанная технология, которая является решением сегодняшних проблем, поддерживая баланс между выработкой энергии и сохранением окружающей среды.

Установка плазменной газификации работает при температуре, превышающей 5500°С, гарантируя практически полное преобразование исходного сырья в синтетический газ. Неорганические вещества выводятся у основания газификатора в виде инертного шлака, который охлаждается и превращается в неопасный невыщелачиваемый продукт, который можно продавать как наполнитель для строительного материала.

Совокупная энергия, извлеченная из исходного сырья, переработанного газификатором, составляет примерно 80%. Эта регенерированная энергия представляет собой чистый, обогащенный синтетический газ, который можно использовать для генерации электроэнергии, получения жидкого топлива или иной энергетической продукции. Из всей энергии, необходимой для процесса газификации, на питание плазменных факелов расходуется только 2–5%.

Модульная и масштабируемая конструкция нашей установки позволяет быстро устанавливать систему плазменной газификации повсюду, что делает плазменную технологию доступной во всем мире.

Технология

Бизнес процесс

Загрузочный узел

Загрузочный узел требует тщательной проработки, в связи с различным состоянием (твердым, жидким) отходов.Кокс используется в качестве теплоизоляционной подстилки, удерживающей тепло плазматронов в газификационной зоне реактора. Готово решение замены металлургического кокса на BRIQs. Известняк (в качестве замены рассматривается применение фосфогипса) управляет тугоплавкостью шлака, и необходим для достижения полной его остеклованности и невыщелачиваемости.

Плазменный реактор-газификатор (ПРГ)

Два стандартных реактора-газификатора (ПРГ) G65 осуществляют превращение органических компонентов смеси опасных отходов в синтез-газ, который выходит из его верхей части, и превращение неорганических компонентов в расплавленный шлак, вытекающий из нижней части. Расплавление шлака достигается за счёт высоких температур в нижней части реактора. В процессе поглощаются кислород и водяной пар. Высокая температура способствует значительному ускорению различных химических реакций газификации и позволяет сплавить неорганические части загрузочного материала вместе. ПРГ имеет соответствующее огнеупорное покрытие, способное выдержать высокие температуры и коррозионное действие расплавленного шлака и горячего сингаза внутри реактора.

Выходящий из реактора синтез-газ имеет температуру 870°C, давление близкое к атмосферному, объем 64000 — 69000 Нм куб в час.

Донный шлак представляет собой смесь негорючих неорганических веществ, в том числе подлежащих рекуперации металлов. Шлак поступает в соответствующую систему для дальнейшей обработки.

Конструкция ПРГ стандартная основывается на конструкции плазменной печи производства Вестингхаус Плазма Корпорэйшн (WPC), представляющей собой вертикальную шахтную печь.

Система плазменных горелок

Каждый реактор оснащаются шестью (6) плазматронами марки « Marc 11 » с регулируемой мощностью в донной части. Диапазон мощности каждого составляет от 300 до 800 кВт. В нормальных условиях плазматроны работают при 600 кВт, в сумме 3,6 МВт. Избыточная мощность необходима для беспроблемного преодоления нештатных ситуаций, пусконаладочных работ и технического обслуживания.

Система плазменных горелок рассчитана на 500 000 часов непрерывной работы в агрессивных средах, прошла проверку временем и зарекомендовала себя как надежный элемент общего технологического процесса.

 Сменные электроды в среднем работают 1000 – 1200 часов. Замена электродов производится за 30 минут без остановки технологического процесса.

 

Установка разделения воздуха

Для более полной газификации материалов реакторы продуваются потоком воздуха с 95% содержанием кислорода. Система снабжения кислородом представляет собой сжижающую установку разделения воздуха. Она работает по принципу охлаждения воздуха под давлением до сжижения с последующим отделением газообразного азота в ректификационной колонне. Этот процесс позволяет получить кислород высокой чистоты. Одним из преимуществ данного способа является возможность запасания жидкого кислорода в цистернах для последующего использования в случае нештатной ситуации. Жидкий кислород из разделителя прокачивается через испаритель и затем в газообразном виде попадает в реактор.

Аргон, основной остаточный газ воздуха, присутствует в получаемых газах, в основном в кислороде. В случае заинтересованности компании в извлечении аргона, возможно повышение чистоты получаемого кислорода, и как следствие — увеличение объёма извлекаемого аргона.

 

Охлаждение газа, очистка от пыли и хлороводорода

Нагретый синтез-газ направляется в скруббер и колонны с распылительным орошением для охлаждения, очистки и обработки. Сингаз попадает в скруббер Вентури, а затем в колонну с распылительным орошением для охлаждения, очистки от пыли, хлороводорода и прочих нежелательных примесей.

Очищенный синтетический газ выходит через верхнюю часть оросительной колонны и направляется к мокрому электрофильтру для более тонкой пылеочистки.

 

Паротурбинный генератор и воздушный конденсатор

Давление пара снижается в паровой турбине, пар преобразуется в жидкую воду в конденсаторе, и отправляется обратно в котёл через систему рециркуляции пара. Выделяемая при конденсации энергия преобразуется в электрическую. В паровом котле используется очищенная сливная вода для минимизации затрат. Это необходимо, чтобы компенсировать потери пара, используемого для газификации.

Конденсатор с воздушным охлаждением был выбран для данного проекта с тем, чтобы свести потребление воды к минимуму. Хотя вариант с охладительной башней дешевле и эффективней, он потребует около 1700 м³/сут подпиточной воды для восполнения потерь от испарения и продувки. Конденсатор с воздушным охлаждением не требует подпиточной воды, поэтому он и был выбран.
 

Удаление ртути

Охлаждённый сжатый синтез-газ проходит через фильтр с активированным углём для удаления следовых количеств ртути перед процессом сероочистки. Два последовательно установленных фильтра обеспечивают удаление до 99.75%. Согласно расчётам, фильтры требуют замены только раз в год. После удаления ртути газ поступает на линию сероочистки.

 

Гидролиз карбонилсульфида

Гидролиз карбонилсульфида (COS) необходим для превращения, содержащегося в синтез-газе карбонилсульфида, в сероводород (H2S) с удалением последнего из потока. В процессе гидролиза газ проходит через слой катализатора, где COS превращается в H2S и CO2. После такой обработки практически вся сера в сингазе переводится в сероводород, который легко удаляется на следующей стадии.

 

Сероочистка

В блоке сероочистки H2S удаляется из сингаза и преобразуется в элементарную серу, которую можно складировать на станции или продать. Используемая здесь технология сероочистки называется «CrystaSulf». Она была выбрана за избирательное удаление H2S без удаления CO2 , CO и H2 , а также за возможность одноэтапной переработки H2S в твёрдую серу.

Удаление примесей и контроль выбросов

Для работы с ртутью и прочими примесями необходимо принять специальные меры. Ввиду общего характера данного завода и отсутствия результатов анализов для предлагаемой электростанции, количества примесей не могут быть точно установлены в данный момент.

Загрязняющие вещества удаляются из синтез-газа до производства электроэнергии, в то время как растворённые воде примеси остаются в сточных водах, однако при проектировании станции будут использованы как минимум экологические стандарты РФ.

Мокрый электрофильтр

Очистка от частиц размерами менее микрона требует применения мокрого электрофильтра, поскольку удаление субмикронных частиц в оросителях не гарантируется.

Синтез-газ входит в электрофильтр, где равномерно распределяется по пучку трубок. В коллекторных трубках входящие частицы получают значительный отрицательный заряд от коронного разряда большой мощности, производимого высоковольтными электродами. По мере продвижения заряженных частиц в трубках электрическое поле заставляет их перемещаться в сторону заземлённых трубочных стенок, где они и оседают. Протекающая внутри трубок водяная плёнка смывает собранные частицы в слив, ведущий к месту водоочистки.

Переработка сточных вод

Водные потоки от оросительной башни, сепараторов, парового котла и прочих установок накапливаются в резервуаре для сточных вод. Здесь отходы смешиваются и перекачивается в систему очистки, системы удаления взвешенных частиц, тяжелых металлов и токсичных компонентов.

Очистка сточных вод представляет собой физико-химический процесс, который происходит во флокуляционной камере, фильтровальном резервуаре и системе химической обработки. Очищенная вода хранится в отдельном резервуаре.

Потребление воды

В расчётных условиях, объект не требует поставок пресной воды. Внутренние требования включают восполнение потерь воды в паровом котле, оросительной башне, электрофильтре и скруббере. Все потребности в воде удовлетворяются с помощью очищенной воды, вырабатываемой в процессе газификации, с избытком в 50 м³/сут. Однако для начала эксплуатации необходимо доставить некоторое количество пресной воды.

Существует возможность сбора пресной воды путем охлаждения воздуха в летние месяцы до его поступления в турбину и сбора конденсата. Выход будет зависеть от температуры и относительной влажности воздуха в данный день. При 20°С и влажности 60% 9,3 м³/сут воды может быть получено охлаждением до 10°C при 30°С и относительной влажности 75% — 130 м³/сут при охлаждении до той же температуры.

 

 

3. Экономические показатели плазменной газификации

Исполнитель работ: ЗАО «ТБК Инновации», эксклюзивный представитель AlterNRG Corp., (Россия)

Строительство комплекса по переработке отходов производства и потребления с возможностями:

  • Переработки промышленных и бытовых отходов ….1500 тонн в сутки
  • Выработки и передача потребителям электроэнергии…………50 МВт/ч
  • Производства стекловидного шлака для изготовления блоков утепления из минеральной ваты …………………………….……>300 тонн в сутки
  • Восстановление металов ………………………….…>150 тонн в сутки
  • Производство серы …………………………………. >1.5 тонны в сутки

Основные цели проекта:

  • Утилизация отходов производства и потребления
  • Закрытие и переработка существующих и старых полигонов Отходов
  • Снижение рисков экологической безопасности
  • Максимально эффективное получение из отходов товаров и услуг потребления
  • Создание условий для цивилизованного обращения с отходами

Срок строительства 24 месяца, подконтрольная эксплуатация 6 месяцев, параллельными этапами

  • Гарантированная поставка отходов.
  • Правительственная поддержка.
  • Наличие земельного участка под застройку.
  • Гарантийный сбыт электроэнергии и производимых материалов и продуктов.
  • Наличие 90% финансирования

Общий размер инвестиций ………………………………307,5 млн. дол. США.

Из них:

  • Стоимость оборудования и материалов …………….. 188,5 млн. дол. США
  • Проектная документация………………………………..5,22 млн. дол. США
  • Управление проектом………………………………… 3,075 млн. дол. США
  • Рабочая и сметная документация……………………….9,84 млн. дол. США
  • Строительство, включая монтаж ……………………….91,6 млн. дол. США
  • Пусконаладочные работы и подготовка к эксплуатации………………………………9,23 млн. дол. США

Распределение затрат:

  • Переработка отходов ………………………………………………………32%
  • Очистка и подготовка газа ………………………………………………..28%
  • Выработка электроэнергии/ производство синтетического топлива. …40%

График финансирования по месяцам:

1 месяц – 5,22 млн. дол. США, 7 месяц – 22,325 млн. дол. США, 8 месяц – 123,0 млн. дол. США, 10 месяц – 11,95 млн. дол. США, 18 месяц – 110,81 млн. дол. США, 20 месяц – 34,286 млн. дол. США.

Финансовые показатели:

  • Период возврата инвестиций (для инвестора) ……………………….5,6 лет
  • Pre Tax ROE …………………………………………………………. 35,95%
  • EBITDA в год …………..……………………………45.37 млн. дол. США
  • NPV Проект….………………………………………348.36 тыс. дол. США
  • Процентная ставка кредитования ……………………………………….7%

Поставщик оборудования: ЗАО «ТБК Инновации» (Россия)

Оборудование и материалы: Westinghouse Plasma Corp. (США), AlterNRG Corp. (Канада), General Electric (США), Turbo Sonic (Канада).

***



Автор статьи: КАДЕРЛЕЕВ Марат Камильевич, Генеральный директор ЗАО «ТБК Инновации, к. т. н.

ЗАО «ТБК Инновации» российская инжиниринговая компания – эксклюзивный представитель мирового лидера AlterNRG Corp.(WPC) в области поставки решений утилизации промышленных и бытовых отходов используя технологию плазменной дуги (плазменной газификации). Компания в своей работе использует современные инструменты технического и функционального проектирования. Кроме того, на экспериментальной базе корпорации Westinghouse Plasma ЗАО «ТБК Инновации» проводит испытания и функциональные проверки.

В России создали технологию утилизации отходов в электроплазменной печи — Российская газета

Электроплазменная печь превращает медицинские маски в газ. И вместе с ними любая зараза, включая злосчастный коронавирус, распадается на безвредные компоненты.

В новосибирском Институте теплофизики им. Кутателадзе Сибирского отделения РАН создали технологию утилизации отходов в электроплазменной печи с получением газа для выработки электроэнергии. На разработку есть международный патент. Базовая технология может быть использована как в масштабных комплексах для переработки твердых бытовых отходов, так и в компактных установках по утилизации медицинских материалов.

«В институте уже есть действующий экспериментальный образец установки, который генерирует низкотемпературную плазму для газификации органики, — говорит сотрудник института Людмила Перепечко. — По сути своей, плазма — это четвертое агрегатное состояние вещества, когда все сложные соединения разлагаются на простейшие элементы, ионы».

Воздействия такой плазмы более чем достаточно для превращения органики в простые компоненты, которые при окислении дают энергию. То есть отходы нефтепроизводства, растительного сырья или просто биомасса могут стать источником для экологически чистой электроэнергии.

Экспериментальная электроплазменная печь с такой же легкостью превращает в газ и медицинские маски. «Небольшой установкой для утилизации медицинских отходов, способной перерабатывать до 50 килограммов в час, можно оборудовать, например, крупные больницы или поликлиники, — отмечает Людмила Перепечко. И добавляет: — При использовании по-настоящему крупных плазматронов для утилизации ТБО образуется достаточное количество синтез-газа для производства электроэнергии и нейтральных к окружающей среде минеральных шлаков, пригодных для производства, например, стройматериалов».

Плюсов у такой печи предостаточно. Во-первых, отходы не нужно сортировать: от воздействия высоких температур будут переработаны и металлы, и стекло, и органика. Во-вторых, выработанный синтез-газ является топливом. В-третьих, в отличие от простого сжигания, при столь высоких температурах не образуются вредные составляющие.

Плазменная переработка твердых бытовых отходов

Сооружение, которое возведено вблизи Кармиэля (Израиль), нет пока больше нигде на планете. Хотя нуждается в нем, — точнее, в них — весь мир. Израиль стал пионером в кардинальном решении глобальной проблемы: переработке твердого бытового мусора, причем, предложил самый передовой, на сто процентов экологически чистый метод — плазменную переработку твердых бытовых отходов.

Разработка и освоение новой технологии — результат тесного сотрудничества ученых и инженеров трех стран — России, Украины и Израиля. Именно в Москве, в знаменитом Институте атомной энергии имени Курчатова (именуемого ныне Российским научным центром «Курчатовский институт»), сосредоточены важнейшие исследования в области физики плазмы. Руководит ими директор центра, ученый мировой величины академик Евгений Велихов. Во многом благодаря его активной деятельности воплотился в жизнь и данный проект.

На открытие завода прибыли представительные делегации из России и Украины, руководители частных компаний-инвесторов из Японии, Южной Кореи, США. А накануне церемонии руководство израильской фирмы ЕЕК провело пресс-конференцию для журналистов.

— Название Environmental Energy Resourses (это и есть аббревиатура ЕЕК) — «Чистые энергетические ресурсы» — полностью отвечает направлению нашей деятельности, — сказал президент компании Ицхак Шрем. — Плазменная технология, на основе которой построен завод, идет в ногу со временем, а то и опережает его. Она не оказывает вредного воздействия на окружающую среду, представляет собой самый передовой на сегодняшний день способ переработки твердых бытовых отходов и, что не менее важно, значительно более экономична по сравнению с существующими технологиями.

Ицхак Шрем обрисовал впечатляющую картину загрязнения планеты бытовым мусором. В Соединенных Штатах его объемы достигли в прошлом году 240 миллионов тонн, столько же приходится на долю Европы. А в целом человечество производит ежегодно до 700 миллионов тонн бытовых отходов, и цифра эта, понятно, будет со временем только увеличиваться.

Между тем на протяжении веков человек избавляется от мусора одним и тем же способом: либо хоронит его под землей, либо сжигает. В Дании, Швейцарии, Германии, Франции, Голландии сжигается от 40 до 60% бытовых отходов — остальное, как правило, закапывается в землю. Отрадное исключение представляют швейцарцы, которые не сожженные отходы направляют целиком на переработку. А такие страны, как Норвегия, Италия, Англия и Испания, львиную долю мусора — от 60 до 78% закапывают в землю. Ненамного отстает от них и Новый Свет. К примеру, в США под землю отправляют 56% бытового мусора (представляете — каждый год по 135 миллионов тонн!). Остальное сжигается (14%) или перерабатывается (30%).

Исключительный пример представляет в этом отношении Япония: в островном государстве земля слишком дорога, чтобы отдавать ее под мусорные кладбища, поэтому 76% своих бытовых отходов японцы сжигают, а остальное перерабатывают или также хоронят под землей.

Из развитых стран Израиль на фоне этой картины выглядит самым плачевным образом. Видимо, некоторые «специалисты» считают, что территория у нас такая большая, что ее можно без зазрения совести отдавать под мусорные свалки. 80 (восемьдесят!) процентов бытовых отходов мы хороним под землей. Закрыли печально знаменитую «гору» — Хирию — вблизи Тель-Авива; зато стали наращивать другую, «подземную» гору, в Рамат-Ховаве. По отходам, приходящимся на душу населения, мы не уступаем той же Америке — на 7 миллионов жителей «производим» в год 5 миллионов тонн мусора. Но если Америка 44% своих отходов сжигает или перерабатывает, мы отправляем на переработку всего 20%.

Впрочем, достаточно цифр. Ясно, что кардинальное решение «мусорной» проблемы назрело давно. Лишь благодаря жестким природоохранным законам Европа не задыхается в дыму мусоросжигающих заводов. Но обходится это и промышленникам, и налогоплательщикам недешево: половину затрат при этой технологии «съедают» мероприятия по охране окружающей среды. Израиль до таких расходов еще не дорос, потому и зарывает в землю всю гадость. Но, быть может, именно поэтому и именно здесь нашла воплощение идея плазменной переработки бытового мусора, идея, оказавшаяся на поверку не только самой технологичной, но и самой дешевой.

— В 2000 году, — рассказывает Ицхак Шрем, — мы создали компанию ЕЕК, призванную реализовать задуманный проект. Нас вдохновлял пятнадцатилетний опыт работы российских предприятий по переработке ядерных отходов. Они тоже работали на основе плазменно-химических процессов, и хотя нам предстояло решить несколько иную задачу, мы нисколько не сомневались в успехе. В течение шести лет мы смогли привлечь 34 миллиона долларов инвестиций. В числе основных участников проекта — Токийская финансовая группа (10,6 млн. долларов), компания «Ордан» (8,2 млн.), корейская инвестиционная фирма «Кестрел пасифик» (5,3 млн. долларов). Среди инвесторов также частные лица. В 2001 году мы закупили российскую технологию плазменно-химических процессов и приступили к совместным разработкам по ее исполь зованию в области переработки бытовых отходов. В начале этого года международное сотрудничество дало конкретные результаты: мы завершили строительство заводского корпуса и монтаж оборудования.

…Внешне завод выглядит не так солидно, как могло бы показаться. Небольшой здание административного корпуса, примыкающие к нему металлические конструкции, простое, на первый взгляд, оборудование, расположенное прямо под открытым небом. Между тем именно в этой простоте и заключена «изюминка» плазменной технологии. Ей не требуются большие производственные площади, не нужна «крыша над головой», а рабочий процесс настолько автоматизирован, что сокращает до минимума количество обслуживающего персонала. Но главное преимущество — в неоспоримых преимуществах плазменной термообработки по сравнению с другими методами переработки мусора.

На церемонию открытия завода прибыл научный руководитель проекта академик Евгений Велихов, и я сумел взять у него интервью.

— Евгений Павлович, ваш институт стал пионером в использовании плазменной технологии для переработки промышленных отходов. На ее основе в России в 1990 году был пущен первый завод по переработке радиоактивных отходов — мощностью 80 килограммов в час, пять лет назад — еще один, мощностью 250 килограммов в час. У израильского же завода мощность куда больше: он способен перерабатывать в час тысячу килограммов бытовых отходов

— Дело не просто в мощности. В данном случае плазменная технология позволяет полностью избавиться от токсичных материалов и газов, которые присутствуют при переработке любого мусора. При переработке ядерных отходов наблюдается совсем другая картина. Мы по определению не можем изменить природу радиоактивного ядра, мы попросту перекладываем ядерный материал из одного места в другое, только делаем его более компактным, удобным для захоронения. Мы не можем уничтожить радиоактивные отходы полностью, а здесь как раз полностью уничтожаем токсичные материалы. Да, и там, и здесь мы используем плазму, но для этого завода разработана совершенно другая технология.

— Вы, наверное, заметили перед заводскими воротами несколько демонстрантов. «Зеленые» протестовали против работы этого завода, а на плакатах было написано «Не сжигайте наше здоровье»…

— Эти люди просто не понимают, чего требуют. Этакую бессмыслицу можно объяснить только абсолютным незнанием дела. Во-первых, никакого сжигания здесь нет: благодаря высоким, до полутора тысяч градусов, температурам в плазмотроне идет совершенно иной процесс — процесс разложения продукта. А во-вторых, с точки зрения экологии наше производств, как я уже сказал, абсолютно чистое, не дающее никаких побочных продуктов. Неужели горы мусора, которые отравляют и у вас в Израиле, и у нас в России землю, воду, воздух — здоровее для организма?! Видите вышку на здании? Это компьютеризированная система контроля над состоянием окружающей среды вокруг предприятия. Стоимость ее — 35 тысяч долларов, и она оправдывает свое назначение: следит за всеми экологическими характеристиками производства. У специалистов министерства экологии никаких претензий, насколько я знаю, к нашему производству нет, почему же они должны быть у «зеленых»? На сегодня это небольшой завод, но в наших ближайших планах — возведение подобного производства уже не в опытных, а в коммерческих целях — мощностью свыше шести тонн в час.

— Сейчас наблюдается всплеск интереса к атомным электростанциям. Поговаривают о ней и в Израиле…

— Да, Ренессанс в данной области заметен, и это понятно: подземные энергетические ресурсы иссякают и будут вскоре не в состоянии удовлетворить потребности человечества в энергии. Пересматривает политику в отношении строительства АЭС Америка, поворачиваются лицом к ядерной энергетике другие страны, недавние ее противники. А наш институт начал почти массовое производство таких АЭС — пока мощностью в 70 мегаватт, но планируем довести ее до 600 мегаватт. И не нужно никакого строительства, никаких хлопот об утилизации ядерных отходов. Мы доставляем такую станцию на основе лизинга, и она начинает работать так же, как работают ваши угольные станции, только не отравляет окружающую среду.

Наш институт выступил также инициатором крупнейшего — стоимостью 20 миллиардов евро — международного проекта по строительству плазменного термоядерного реактора, который будет вырабатывать электрическую энергию из водорода. В прошлом году было подписано совместное многостороннее соглашение о реализации этого проекта, в нем участвуют Европа, включая Россию, Америка, Китай, Япония, Индия, Южная Корея. Мне очень приятно, что и здесь, в Израиле, у нас сложилась такая активная, целеустремленная команда ученых, инженеров и предпринимателей.

— Установленный здесь, в Кармиэле, плазмотрон — плод ученых вашего института, но сама технология — детище как российских, так и израильских ученых, верно?

— Верно. Я всю жизнь занимаюсь тем, что объединяю людей в их научных исследованиях, так что выделять в данном случае какую-то сторону не хочу. Плодотворно работали все ученые и инженеры, и израильская сторона вложила не меньше интеллектуального и физического капитала, чем российская и украинская. Мы так же вместе работали на строительстве магниевого завода на Мертвом море — в этом году, кстати, исполняется десять лет, как мы пустили его в эксплуатацию. И надеюсь, будем плодотворно сотрудничать в дальнейшем.

…На наших глазах в большую воронку загружается грязная масса. Это и есть те самые бытовые отходы, которые мы выбрасываем каждый день в наши мусорные ведра. Больше этого мусора мы уже не увидим. За короткое время он проходит в плазмотроне несколько стадий переработки, а на конечном этапе превращается — трудно поверить — в черную стекловидную массу, ничем не напоминающую недавнее «сырье». Застывшая и разбитая на бесформенные куски, эта масса схожа с кварцем, так же, как и он, не издает никакого запаха. Увидел бы на дороге — подумал: обычный камень.

Объем этой массы составляет от двух до пяти процентов от объема исходного «материала», — поясняет член российской делегации, директор института высоких технологий и экспериментального производства Курчатовского научного центра Валерий Гнеденко. — То есть, мы получаем продукт, который почти в пятьдесят раз меньше доставленного сюда мусора. Такой «усушки» отходов не знает ни одна другая технология. Полученный же при этом твердый материал абсолютно чист с экологической точки зрения, его можно использовать в строительстве дорог и зданий, он может тысячи лет хранится и под землей без всякого влияния на окружающую среду.

Кроме того, плазменная технология обеспечивает замкнутый цикл всего производственного процесса. Получаемый во время разложения продукта газ не выходит в атмосферу, а направляется на выработку собственной электроэнергии. Мощность заводского генератора — 600 киловатт, причем, 70% этого количества энергии достаточно для внутреннего пользования, а остальные 30% можно продавать на сторону. Таким образом, предприятие не потребляет, а, наоборот, вырабатывает электроэнергию, и использует для этого не уголь или мазут, а обычный мусор.

— А кто изготовитель всего этого оборудования?

Плазмотрон изготовлен в Украине, на Мариупольском заводе общего машиностроения. Это же предприятие поставило все необходимые металлические конструкции — их тут около ста тонн. И мы уже приступили к работе над другим плазменным реактором, который позволит перерабатывать две тонны отходов в час. Данной технологией заинтересовались уже в ряде стран Европы, и надеемся, этот экспериментальный завод скажет свое веское слово в ее пользу.

Самое просторное помещение административного корпуса — пульт управления заводом. Вернее, пульт — уже устаревшее понятие, поскольку всем процессом управляют компьютеры. На несколько дисплеев, установленных на длинном столе, выведены все параметры работы оборудования и, как сказал мне главный инженер компании Биньямин Блитман, для контроля над всем процессом достаточно двух специалистов в смену.

По словам главного инженера, монтаж и наладка оборудования прошли на заводе в рекордно короткие сроки, за два месяца, в них принимали участие специалисты всех сторон — израильской, российской, украинской, и никаких серьезных проблем при вводе в эксплуатацию не возникло. Словно это было не опытное, а хорошо знакомое всем производство…

Новый завод, действительно, представляет собой не промышленное, а экспериментальное производство. Согласно разрешению министерств промышленности и охраны окружающей среды, он может осуществить пока пятнадцать пусков в году, каждый сроком не более недели. То есть пятнадцать недель работы на ближайший год уникальному предприятию обеспечены. И хотя это не много, все же достаточно для того, чтобы на практике убедиться в эффективности новой технологии и привлечь к ней внимание потенциальных заказчиков.

Ицхак Шрем не сомневается в успехе. Как он отметил, человечество тратит сегодня на переработку бытовых отходов свыше 4 миллиардов долларов в год. Средняя стоимость переработки одной тонны мусора в Европе (речь идет о современных мусоросжигательных заводах) составляет 200 долларов, А плазменно-химическая технология предлагает эту цену снизить втрое — до 70 долларов за тонну. Разве это не выгодно и с экономической точки зрения?

Автор: Яков Зубарев

По материалам: solidwaste.ru

Первая плазменная установка сжигания мусора может появиться в Подмосковье в 2020 году — Московская область

МОСКВА, 26 июля. /ТАСС/. Власти Московской области могут поставить первую в регионе плазменную установку для сжигания бытового мусора в начале 2020 года, чтобы не перевозить отходы на большие расстояния и за счет этого делать их вывоз для жителей дешевле. Сейчас технология обсуждается с разработчиком, сообщила в пятницу пресс-служба Министерства жилищно-коммунального хозяйства Подмосковья.

«Возможность применения предлагаемой установки плазменной утилизации отходов мы обсудили с руководством «Экоспаса», с которым мы договорились о дальнейшем сотрудничестве по освоению промышленного производства и внедрению таких установок у нас в Подмосковье. Такие установки могут спокойно работать в таких маленьких городках как Химик или Монино, или ЗАТО Восход с небольшой численностью населения, так как они компактные <…> Думаю, что первая такая установка может появиться уже в начале следующего года, а для местных жителей, где будет применяться плазменная утилизация отходов, тариф на обращение с отходами будет снижен», — цитирует пресс-служба министра ЖКХ Московской области Евгения Хромушина.

Мобильный комплекс переработки «Экоспаса» состоит из сортировочной линии, реактора с системой дожига при температуре до 1700 градусов и водяного фильтра очистки выходящих газов. Он предназначен для обезвреживания отходов I-IV классов опасности, в том числе твердых коммунальных отходов. Один реактор может сжигать до одной тонный отходов в час или 6 тыс. т в год и обслуживать территорию с населением до 100 тыс. человек.

Опытно-промышленной установке плазменного сжигания предстоит пройти государственную экологическую экспертизу, добавили в ведомстве. Министерство ЖКХ будет содействовать разработчикам в этом и поможет организовать общественные слушания. Они могут пройти в одном из бывших военных городков.

В министерстве отметили, что задачу находить и внедрять передовые технологии утилизации бытового мусора, чтобы локализовать процесс обращения с ним, поставил задачу губернатор Московской области Андрей Воробьев.

Плазменная переработка мусора и отходов

Плазменные системы ЭПОС-Инжиниринг это: плазмотрон, плазменный узел, источник питания, система управления плазматроном, программа управления.

В установках, на заводах  для утилизации ТБО и промышленных отходов должен применяться указанный плазмотрон на всех перечисленных ниже стадиях переработки, или на некоторых  стадиях, в зависимости от состава перерабатываемых отходов.

Стадия переработки ТБО Назначение плазмотрона ЭПОС
1 Нагрев нагрев газа для подогрева входящей шихты (подготовленных отходов – ТБО)
2 Газификация газификация продуктов переработки и последующей подачи газа на утилизацию (выработку пара или электроэнергии)
3 Расплавление Расплавление остатков сжигания ТБО для слива остатков
4 Уничтожение токсинов Уничтожение вредных веществ в выбросах и сливаемом продукте

Основные отличия/преимущества плазмотронов ЭПОС-Инжиниринг:

  • Предельно низкие эксплуатационные затраты по сравнению с классическими струйными и пр. плазмотронами, за счет отсутствия деталей быстрого износа
  • Простая, от этого надежная, конструкция рабочего узла, изготовлена из стандартных комплектующих, приобретаемых на открытом рынке.
  • «Всеядность» плазменного узла – может работать в любых сложных условиях (высокие температуры до 3000 С, физические нагрузки, химически активная среда), за счет простой прочной конструкции, без водяного охлаждения.
  • Безопасность эксплуатации за счет отсутствия рисков попадания воды в горячую зоны и за счет автономной работы без регламентных работ
  • Конструкция плазмотрона предусматривает непрерывную работу, без остановок, в течение всего периода работы печи, за счет возобновляемых (наращиваемых) электродов в процессе работы, без отключения печи.
  • Высокий КПД плазмотрона, 98% мощности выделяется в рабочем пространстве установки ТБО.

Плазменные технологии — ЭПОС-Инжиниринг

Плазменные технологии в промышленности, такие, как сварка, резка, наплавка напыление  — применяются в промышленности достаточно широко уже более 60 лет.

Но есть ряд эффективных плазменных технологий, которые потребителю известны значительно меньше, но их применение так же может дать значительный экономический эффект. Над созданием плазмотронов и плазменных систем различного целевого назначения мы работаем уже более

40 лет, реализуя их в следующих направлениях:

  • для машиностроения и металлургии;
  • для специальных целей;
  • для решения нестандартных проблем и сложных задач: глубокая переработка углей, утилизация отходов, плазмохимия, нагрев газов, аддитивные  технологии.

ПОЧЕМУ МЫ УМЕЕМ И МОЖЕМ применять плазму для этих решений?:

  1. Мы знаем: особенности и преимущества плазменных процессов и возможности плазменных технологий.
  2. Мы имеем большой опыт работы практически с любой низкотемпературной до 10 000 градусов плазмой – начиная с решения специфических задач для «оборонки», в рамках национального ядерного центра, нестандартных задач для промышленности:

       РОСАТОМ, Северсталь, Schlumberger, включая прикладные задачи ряда НИИ РАН.

  1. Мы умеем создавать надежные конструкции
  2. Имеем собственную базу проверенных технических решений для многих типов плазменных систем
  3. Гарантируемвысокий ресурс – более 1000 часов плазмотронов, высокий КПД нагрева 99%, чистоту отсутствие загрязненности плазмы.

За прошедшие десятилетия  разработано и создано:

20 типов новых электродуговых плазмотронов, мощностью от  1 киловатт до 20 МВт, а так же ряд плазменных комплексов мощностью до 40 МВА.


⇒Скачать РЕФЕРЕНС-ЛИСТ:

Наши “Крупные выполненные проекты с использованием плазменного оборудования и технологий“.

Плазменная газификация превращает отходы в энергию

Прочтите эту статью в нашем интерактивном виртуальном ридере! Нажмите здесь

Преобразование отходов в энергию — это новый Святой Грааль для энергетической отрасли, но он основан на вековой концепции: сжигание мусора в качестве топлива. Точно так же, как древесина и уголь, мусор также может генерировать тепло, необходимое для работы турбин и выработки электроэнергии. Сжигание мусора — обычная практика в большинстве стран, и дополнительное преимущество производства энергии при этом имеет только смысл.Единственная проблема заключается в том, что при сжигании мусора выделяются различные токсичные химические вещества, которые могут загрязнять воздух и приводить к деградации озона при массовом применении. Однако все меняется с появлением новых технологий, обещающих более чистое производство энергии из отходов, и самой крутой из этих технологий должен быть процесс плазменной газификации (PGP).

PGP — это последнее повальное увлечение технологиями сжигания отходов, и для любителей физики перспектива использования плазмы — «четвертого состояния материи» — сама по себе интригующая перспектива.По сути, процесс плазменной газификации (также известный как плазменная газификация) работает путем создания электрической дуги между двумя электродами, расположенными на расстоянии друг от друга. Инертный газ под давлением проходит через дугу и отводится в герметичный контейнер для мусора. Температура внутри контейнера может достигать 25 000 ° F (13 900 ° C) в столбе дуги.

При таких высоких температурах вещество буквально распадается на свои основные элементарные формы в инертном газообразном состоянии, и этот синтетический газ, обычно называемый «синтез-газом», собирается для использования, аналогичного природному газу, например, для работы турбин на электростанции. , или использование аналогично газообразному водороду, например, работающие топливные элементы.Синтез-газ можно даже дополнительно переработать в жидкое топливо, которое потенциально может использоваться в транспортных средствах. При использовании системы плазменной газификации происходит примерно 99% конверсии твердых отходов в синтез-газ. Оставшийся один процент твердых отходов, оставленных неорганическими материалами, называемыми «шлаками», можно подвергнуть дальнейшей очистке, но, конечно, за счет затрат. Из каждых 1500 тонн отходов PGP может производить примерно 60 мегаватт эквивалента энергии.

Синтез-газ, создаваемый PGP, может быть повторно введен в общую систему в качестве источника энергии, который управляет установкой, питая все, от плазменных горелок до системы транспортировки, которая подает отходы.Таким образом, создается энергоэффективный мусоросжигательный завод с замкнутым контуром, который эффективно минимизирует захоронение мусора и не выделяет токсичные газы. Этот процесс даже приветствуется за его способность разрушать труднообрабатываемые и опасные материалы, такие как батареи и медицинские отходы.

По данным Технологического института Джорджии, «плазменная газификация может создать больше возобновляемой энергии, чем прогнозируемая энергия от солнца, ветра, свалочного газа и геотермальной энергии вместе взятых».

ПОСМОТРЕТЬ ДРУГИЕ ГЛАВНЫЕ ИСТОРИИ В СЕТИ СОДЕРЖАНИЯ WDM

Самые экологичные компании мира: Joohnson & Johnson, HP и IBM

Торговля энергией: таблицы vs.Автоматизированное ПО

Будущее батарей: распределенный подход к хранению энергии

UFO Power Center контролирует потребление энергии с помощью iPhone и iPad

Теперь вот загвоздка. Хотя эта плазменная технология применялась с переменным успехом на небольших и испытательных объектах, компании все еще стремятся усовершенствовать процесс, чтобы он работал в более крупном масштабе, который может быть полностью интегрирован с операциями по удалению городских отходов в крупных городах.

Hitachi Metals Ltd.и Westinghouse Plasma разработали одну из первых в мире успешных установок плазменной газификации в Йошии, Япония, в 2000 году. Завод перерабатывал 166 коротких тонн отходов в день, и успех привел к строительству двух других заводов. Завод в Утисинай в Японии успешно перерабатывает бытовые отходы в энергию с 2001 года и послужил образцом для начала эры плазменных отходов в энергию.

Компания по плазменной газификации Alter NRG с тех пор приобрела Westinghouse Plasma и в настоящее время планирует более 50 проектов PGP по всему миру.

Plasco Energy Group применяет другой подход в своем запатентованном процессе плазменной газификации, который, по ее утверждениям, может снизить чистое потребление энергии в системе, что сделает ее еще более эффективной. Процесс Plasco начинается с удаления из городских отходов любых материалов, которые традиционно могут быть переработаны. Затем оставшиеся отходы подают в традиционный газификатор (не плазменный), который использует тепло, возвращаемое всей системой, для газификации отходов.При этом выделяются различные газы, включая высокотоксичные газы, которые затем проходят через плазменную дугу для дальнейшей очистки. Plasco утверждает, что использование плазменной дуги для очистки сырого газа, а не сжигания твердых отходов, намного более энергоэффективно.

Любые оставшиеся твердые отходы процесса Plasco затем загружаются в плазменную камеру, которая плавит отходы в жидкость, которая при охлаждении похожа на стекло и может использоваться в различных строительных приложениях.В процессе очистки газа Plasco извлекаются различные используемые материалы, от воды до соли, от серы до тяжелых металлов, которые также могут быть проданы на рынок для дальнейшего уравновешивания общей стоимости системы.

Plasco Energy Group, Alter NRG и другие компании, занимающиеся плазменной газификацией, возглавят революцию в области преобразования отходов в энергию. Преобразование мусора в энергию, возможно, не самый привлекательный вариант возобновляемой энергии, но его практичность намного превосходит даже самые многообещающие на сегодняшний день разработки в области солнечной и ветровой энергетики, особенно если учесть, что солнечные и ветряные фермы ничего не делают для уменьшения количества свалок.

Плазменная газификация | netl.doe.gov

Что такое плазма?
Плазма, называемая «четвертым состоянием вещества», представляет собой очень высокотемпературный, сильно ионизированный (электрически заряженный) газ, способный проводить электрический ток. Примеры плазмы в природе включают молнии и газ на поверхности Солнца. Плазменная технология имеет долгую историю развития и превратилась в ценный инструмент для инженеров и ученых, которым необходимо использовать очень высокие температуры для новых технологических процессов.Искусственная плазма образуется при прохождении электрического разряда через газ, такой как воздух или кислород (O 2 ). Взаимодействие газа с электрической дугой приводит к диссоциации газа на электроны и ионы, что приводит к значительному повышению его температуры, часто превышающей 6000 ° C, почти такой же горячей, как поверхность Солнца.

На рисунках 1 и 2 показаны соответственно схематический чертеж и изображение плазменной горелки, используемой для генерации плазмы. В плазменную горелку можно подавать технологические газы различного химического состава, включая воздух, O 2 , азот (N 2 ), аргон и другие, что позволяет адаптировать процесс к конкретным областям применения.Эти цифры взяты из опубликованной информации AlterNRG / Westinghouse Plasma Corporation. Westinghouse Plasma Corporation (WPC) разрабатывает плазменные резаки более 30 лет и обнаружила, что резаки являются высокоэффективными устройствами, которые можно эксплуатировать с минимальным обслуживанием в промышленных условиях. В настоящее время WPC предлагает четыре различные системы плазменных резаков, каждая из которых предназначена для работы в широком диапазоне потребляемой мощности. AlterNRG приобрела WPC в качестве 100-процентной дочерней компании в 2007 году.

Рисунок 1: Чертеж плазменной горелки
(источник: Westinghouse Plasma) Рисунок 2: Изображение плазменной горелки
(источник: Westinghouse Plasma)

Плазменная газификация и ее потенциальные преимущества
Компания WPC разрабатывает технологию плазменной газификации для обработки промышленных объектов. и твердые бытовые отходы (ТБО) за последнее десятилетие, а недавно исследовали применение их плазменной технологии для газификации угля.Они считают, что их технология может быть продемонстрирована для газификации угля в плазменном реакторе с атмосферным давлением, который может быть модернизирован на существующих электростанциях и / или установлен в качестве нового объекта, со следующими потенциальными преимуществами по сравнению с электростанциями, работающими на пылевидном угле и / или традиционными. установка газификации:

  • Большая гибкость подачи, позволяющая использовать уголь, угольную мелочь, отходы горнодобывающей промышленности, бурый уголь и другие альтернативные виды топлива (например, биомассу и ТБО) в качестве топлива без необходимости измельчения.
  • Обдув воздухом, поэтому кислородная установка не требуется
  • Высокая доступность (> 90%)
  • Органическое вещество с высокой степенью конверсии (> 99%) в синтез-газ (синтез-газ)
  • В синтез-газе нет смол; синтез-газ примерно 140 БТЕ / стандартных кубических футов для конструкции с продувкой воздухом, пригодный для работы турбины сгорания синтез-газа после очистки газа
  • Без обугливания, золы или остаточного углерода; производит только стеклообразный шлак с полезной ценностью
  • Соответствует стандартам EPA New Source по выбросам оксидов азота (NOx), твердых частиц оксида серы (SOx) и т. Д.
  • Более высокий тепловой КПД
  • Низкие выбросы диоксида углерода (CO 2 )
  • Низкие предполагаемые капитальные затраты, а также затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (ЭиТО)

По оценке WPC, плазменная горелка потребляет от 2 до 5% всей энергии, вводимой в их систему газификации, и 80% общей энергии, вводимой в сырье, может быть рекуперировано в произведенном синтез-газе.

Рисунок 3: Эскиз плазменного газификатора
(источник: Westinghouse Plasma)

На рисунке 3 показан чертеж плазменного газификатора WPC.Газификатор нагревается системой плазмотрона, расположенной у днища корпуса реактора. В газификаторе органическое сырье (например, уголь, ТБО, остатки автоматического измельчения, биомасса и т. Д.) Загружается в вертикальный корпус реактора при атмосферном давлении. Газификатор имеет либо футеровку из огнеупора, либо внешнее водяное охлаждение, и в этом случае огнеупор используется только в нижней зоне плавления. На дно газификатора подается перегретый поток воздуха, который может быть обогащен кислородом, в стехиометрическом количестве, необходимом для газификации.Количество подаваемого воздуха таково, что приведенная скорость восходящего потока газа мала, и что небрикетированные / измельченные исходные материалы могут подаваться непосредственно в реактор. Дополнительный воздух и / или пар могут подаваться на разных уровнях газификатора для облегчения пиролиза и газификации. Температура синтез-газа, выходящего из верхней части газификатора, поддерживается выше 1000 ° C. При этой температуре исключается образование смолы.

Газификация происходит при очень высоких температурах за счет системы плазменной горелки, которая расположена в нижней части корпуса газификатора.Высокие рабочие температуры расщепляют уголь и / или все опасные и токсичные компоненты на их элементарные составляющие и резко увеличивают кинетику различных реакций, протекающих в зоне газификации, превращая все органические материалы в водород (H 2 ) и углерод. монооксид (CO). Любые остаточные материалы, содержащие неорганические соединения и тяжелые металлы, будут плавиться и производиться в виде застеклованного шлака, обладающего высокой устойчивостью к выщелачиванию.

Коммерческое развитие
WPC, как бывшее бизнес-подразделение Westinghouse Electric Corporation, провела более 30 лет в исследованиях и разработках плазменных технологий, из которых за последнее десятилетие усилия были направлены на системы плазменной газификации для обработки промышленных и муниципальных твердые отходы.Применение газификации угля — относительно новое дело. WPC разработала три демонстрационных / коммерческих проекта с Hitachi Ltd., Япония, с использованием технологии плазменной газификации. Другие разработки включают проекты в Индии и Турции, связанные с плазменной газификацией опасных отходов для производства электроэнергии, и несколько проектов в Соединенных Штатах, связанных с ТБО и газификацией угля.

Другие разработчики плазменной газификации ТБО включают Plasco Energy Group Inc. из Канады, PEAT International из Тайваня и Advanced Plasma Power of England.

Hitachi Демонстрационная установка газификации ТБО, Йоши, Япония
Установка ТБО, основанная на технологии плазменной газификации WPC, была построена и введена в эксплуатацию в 1999 году компанией Hitachi Ltd. в Йошии, Япония. Этот проект был разработан как решение проблем диоксинов, золы и рекуперации энергии на многих заводах по сжиганию отходов в энергию в Японии. Завод перерабатывает 24 тонны ТБО в сутки и производит пар для промышленного использования. Сообщенные результаты были очень положительными.Выбросы значительно сокращаются, а производимый шлак представляет собой стеклообразный продукт, имеющий ценность как строительный материал. Уровни диоксинов были примерно в 100 раз ниже, чем на мусоросжигательном заводе. Операции считаются очень надежными, и правительство Японии впоследствии сертифицировало проект строительства небольшого коммерческого предприятия в Уташинае, Япония.

Рисунок 4: Завод Hitachi ТБО в Уташинае, Япония,
(источник: Westinghouse Plasma)

Завод по газификации ТБО Hitachi, Уташинай, Япония
На рисунке 4 показано изображение завода.Он был завершен в 2002 году и полностью введен в эксплуатацию в 2003 году. Первоначальный проект завода предусматривал производительность около 170 тонн в день ТБО и остатков автомобильного измельчителя, генерирующего синтез-газ, который используется для выработки электроэнергии и технологического пара. В 2007 году завод перерабатывал около 300 тонн в день, производя до 7,9 мегаватт-часов (МВтч) электроэнергии, продавая около 4,3 МВтч обратно в электросеть. Несмотря на успех, завод, как сообщается, был закрыт к 2013 году не из-за каких-либо технических проблем, а из-за того, что увеличивающаяся переработка ТБО в Японии устранила достаточное количество сырья для работы завода.

Комбинированная установка по газификации ТБО и осадка сточных вод Hitachi, Михама и Миката, Япония
Этот коммерческий завод по переработке ТБО был построен и введен в эксплуатацию в 2002 году для переработки 24 тонн ТБО и 4 тонн осадка сточных вод в сутки. Вырабатываемая энергия используется в муниципальных очистных сооружениях.

Ссылки / дополнительная литература
  • Как работают плазменные преобразователи — установки плазменной газификации, Джонатан Стрикленд, 2007.
  • Презентация AlterNRG на 18-й ежегодной конференции по переработке отходов в Северной Америке, 13 мая 2010 г., Орландо, Флорида.
  • Плазменная газификация: уроки, извлеченные на предприятии Eco-Valley WTE, Кен П. Уиллис, Шиничи Осада, Кевин Л. Виллертон, NAWTEC18-3515.
  • Письмо в AECOM от Джеймса Миддлтона, председателя Clear the Air, Гонконг.

Газификатор

InEnTec: Превращение мусора в ценные химические продукты и чистое топливо | MIT News

Всякий, кто хоть раз сомневался перед мусорным ведром, знает проблему: трудно определить, что можно переработать.Рассмотрим средний пакет картофельных чипсов. В нем пленка пластиковая, металл, красители и остатки пищи; все сложно. Сегодняшняя переработка не справляется со сложностями, поэтому типичный пакет для стружки предназначен для захоронения.

Свалки

, конечно, занимают много места, но с ними связана гораздо более серьезная проблема — на которую обращал внимание Дэниел Р. Кон, в настоящее время научный сотрудник MIT Energy Initiative (MITEI), когда он был исполнительным директором MITEI. Исследование будущего природного газа.Эта проблема — выбросы парниковых газов.

«Около 130 миллионов тонн отходов в год попадает на свалки в США, что дает не менее 130 миллионов тонн CO 2 -эквивалентных выбросов», — говорит Кон, отмечая, что большая часть этих выбросов происходит в форме метана. , природный газ, который намного хуже для климата, чем углекислый газ (CO 2 ).

Для Кона работа над исследованием MITEI показала, что настало время для InEnTec — компании, соучредителем которой он является, — для расширения своего бизнеса.Выделенная из Массачусетского технологического института в 1995 году, InEnTec использует процесс, называемый плазменной газификацией, для превращения любого вида мусора — даже биологических, радиоактивных и других опасных отходов — в ценные химические продукты и чистое топливо. (Первоначально название компании расшифровывалось как «Комплексные экологические технологии».)

Однако этот процесс дороже, чем выбрасывание мусора на свалку, а 25 лет назад соображения изменения климата не были главной движущей силой инвестиций. «В начале 90-х глобальное потепление было скорее академической задачей, — говорит президент, генеральный директор и соучредитель InEnTec Джеффри Э.Сурма, добавив, что многие люди в то время даже не верили в это явление.

В результате на протяжении многих лет компания концентрировалась на предоставлении нишевых услуг предприятиям тяжелой промышленности и правительствам, имеющим серьезные проблемы с токсичными отходами. Однако теперь Сурма говорит, что компания расширяется за счет проектов, которые включают переработку пластмасс и производство недорогого распределенного водородного топлива с использованием передовых версий своих основных технологий, чтобы не допустить попадания отходов на свалки и выброса парниковых газов в воздух.

«Сегодня люди понимают, что должна произойти декарбонизация нашей энергетической и промышленной системы», — говорит Сурма. Он отмечает, что вывоз одной тонны твердых бытовых отходов со свалок эквивалентен — «как минимум» — предотвращению попадания одной тонны CO 2 в атмосферу. «Это очень важно».

Корни в MIT

История InEnTec начинается в Центре плазменных исследований и термоядерного синтеза Массачусетского технологического института (PSFC) в начале 1990-х годов. Кон, который в то время возглавлял подразделение плазменных технологий в PSFC, хотел определить новые способы использования технологий, разрабатываемых для ядерного синтеза.«Fusion является очень долгосрочным, поэтому я подумал, сможем ли мы найти что-то, что было бы полезно для общества в ближайшем будущем», — говорит он. «Мы решили изучить экологическое приложение».

Он объединился с Сурмой, который работал над очисткой ядерных отходов в Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории (PNNL), и они получили финансирование Министерства энергетики США на строительство и эксплуатацию экспериментальной печи для обработки отходов в Массачусетском технологическом институте, использующей плазму — перегретую, высокоионизированный газ.Плазма лежит в основе исследований термоядерного синтеза, целью которых является воспроизведение энергии Солнца, которое по сути представляет собой шар плазмы. Массачусетский технологический институт предоставил необходимое крупное пространство и оборудование для строительства плазменной печи.

После завершения проекта Массачусетского технологического института Кон и Сурма объединились с инженером из General Electric Чарльзом Х. Титусом, чтобы объединить плазменную технологию с плавильной печью с джоулевым нагревом — устройство, которое Сурма разработала для улавливания опасных отходов в расплавленном стекле.Они подали заявки на патенты, и с помощью бизнеса четвертого соучредителя Ларри Динкина родилась компания InEnTec; учреждение было создано в Ричленде, штат Вашингтон, недалеко от PNNL.

Технология

InEnTec, которую команда разрабатывала и тестировала в течение многих лет, прежде чем открыть первое промышленное производство компании в 2008 году, «позволяет отходам попадать в камеру и подвергаться воздействию экстремальных температур — контролируемый разряд молнии более 10 000 градусов Цельсия. , — поясняет Сурма. «Когда отходы попадают в эту зону, они распадаются на элементы.”

В зависимости от размера установки, переработчики InEnTec могут обрабатывать от 25 до 150 тонн отходов в день — отходы, которые в противном случае могли бы быть захоронены или даже сожжены, отмечает Кон. Например, в рамках проекта, который сейчас реализуется в Калифорнии, компания будет производить этанол, используя отходы сельскохозяйственной биомассы, которые обычно сжигались и, таким образом, производили CO 2 и способствовали загрязнению воздуха в Центральной долине, говорит он.

Поддержка водородной экономики

В отличие от сжигания, при котором загрязняющие вещества попадают в воздух, процесс InEnTec улавливает опасные элементы в расплавленном стекле при производстве полезного исходного топлива, называемого синтез-газом или «синтез-газом», который может быть преобразован в такие виды топлива, как этанол, метанол и водород.«Это чрезвычайно чистый процесс», — говорит Сурма.

Водород — это ключевой продукт для InEnTec, которая надеется производить недорогой водород для топливных элементов на предприятиях по всей стране — работа, которая могла бы поддержать более широкое использование электромобилей, работающих на водородных топливных элементах. «Мы видим в этом огромную возможность», — говорит Сурма.

Хотя сегодня 99 процентов водорода производится из ископаемого топлива, InEnTec может производить водород из любых отходов. А его заводы занимают небольшую площадь — обычно от полутора до двух акров — что позволяет производить водород практически в любом месте.«Вы сокращаете расстояние, которое приходится преодолевать отходам, и превращаете их в практически безуглеродное топливо», — добавляет Сурма, поясняя, что сам процесс InEnTec не производит прямых выбросов.

InEnTec уже построила завод в Орегоне, который будет производить водород для топливных элементов для северо-западного рынка из отходов и биомассы. Завод может производить 1500 килограммов водорода в день, что примерно достаточно для заправки 2500 автомобилей на ежедневную поездку на работу.

«Мы можем производить водород по очень низкой цене, что необходимо для конкуренции с бензином», — говорит Сурма.

Переработка пластика

Еще одна инициатива InEnTec сосредоточена на переработке пластмасс, которая сталкивается со сложностями, о которых свидетельствует мешок для стружки. Различные сорта пластика имеют разный химический состав и не могут быть просто переплавлены вместе для получения нового пластика — вот почему сегодня в Соединенных Штатах перерабатывается менее 10 процентов пластиковых отходов, говорит Кон.

InEnTec решает эту проблему с помощью так называемого «молекулярного рециклинга».«Мы сотрудничаем с химическими компаниями, стремящимися к круглой форме пластика [изготовление новых пластмасс из старых пластмасс], потому что наша технология позволяет нам вернуться к молекулам, первичной форме пластмасс», — объясняет Сурма.

Недавно InEnTec объединилась с крупной компанией по измельчению автомобилей для переработки своих пластиковых отходов. «Мы можем переработать материалы обратно в молекулы, которые могут стать сырьем для новых приборных панелей, сидений и так далее», — говорит Сурма, отмечая, что 40-45 процентов материалов, образующихся в отходах, образующихся сегодня при переработке транспортных средств, — это пластик.«Мы думаем, что это будет очень важной частью нашего бизнеса в будущем».

Технология

InEnTec также используется для переработки пластика для очистки окружающей среды. Примечательно, что на судне размещается небольшая установка по переработке пластика в океане. Сурма признает, что этот проект, вероятно, потребует субсидий, поскольку бизнес-модель InEnTec зависит от платежей за удаление отходов. Тем не менее, он иллюстрирует спектр проектов, которыми может заниматься InEnTec, и показывает, что — как в большом, так и в маленьком — InEnTec не допускает попадания отходов на свалки.

«Изначально мы приложили много усилий для утилизации медицинских и опасных отходов, потому что у нас было больше денег на их утилизацию», — говорит Кон, но подчеркивает, что у команды всегда были более широкие амбиции. «Сейчас мы только приближаемся к тому, чтобы привлечь больше клиентов, которые верят, что экологически лучший продукт имеет большую ценность. Чтобы добраться до этого момента, потребовалось много времени ».

Эта статья опубликована в осеннем выпуске журнала Energy Futures за 2020 год.

Доказательство плазменной газификации | Biomassmagazine.com

Исследователи считают, что экономически выгодно использовать технологию плазменной газификации для преобразования твердых бытовых отходов в энергию. Это просто вопрос строительства того первого коммерческого завода в Соединенных Штатах, чтобы он прижился.

Хотя стратегии рециркуляции и сбора со временем были оптимизированы, быстрое накопление твердых бытовых отходов (ТБО) создает нагрузку на свалки и побуждает многие окружные и городские власти искать новые способы рентабельной утилизации ТБО и компенсировать неустойчивые затраты на электроэнергию.Одна из технологий, которая привлекла внимание в качестве решения этой проблемы, — это технология плазменной газификации.

Плазма, также известная как четвертое состояние вещества, — это газы, нагретые до точки ионизации и прошедшие между двумя электродами, которые создают электрическую дугу.

Эта дуга разрушает отходы в основном на элементарный газ и твердые отходы (или шлак) в устройстве, называемом плазменным преобразователем. Заряженные частицы, такие как электроны, проводят электричество и выделяют тепло, эквивалентное температуре поверхности Солнца.Тепло разрывает соединения и превращает неорганические твердые вещества (остеклованную золу) в стеклообразные вещества, которые могут продаваться в строительной отрасли в качестве заполнителя для использования в блоках, кирпиче, гравии и бумаге. Между тем, в ходе процесса органические материалы превращаются в синтез-газ, который можно преобразовать в электричество и жидкое топливо. Весь процесс преобразования происходит в герметичной оболочке, поэтому никаких выбросов не происходит.

«[Плазменная газификация] наконец становится очень рентабельной, — говорит Лу Чирчео, директор по исследованиям плазменной газификации в Технологическом исследовательском институте Джорджии.Чирчео занимается технологией плазменной газификации более 30 лет и считается экспертом в этой области. Он говорит, что одним из ключевых преимуществ плазменной газификации является гибкость типов сырья, которое она может преобразовывать. «Фактически, сейчас это почти как идеальный шторм», — говорит он. «Мы наконец достигли точки, когда будет дешевле доставить мусор на плазменную установку и производить энергию, чем вывозить мусор и просто сбрасывать его на свалку.»

Коммерческие установки плазменной газификации пока не получили большого распространения в Соединенных Штатах, но они завоевывают популярность в других странах. В Японии три действующих завода: пилотная установка мощностью 166 тонн в день в Йоши, разработанная совместно Hitachi Metals Ltd. и Westinghouse Plasma Corp., которая была сертифицирована после демонстрационного периода с 1999 по 2000 год; завод мощностью 165 тонн в день в г. Уташинай, построенный в 2002 году; и завод мощностью 28 тонн в день, введенный в эксплуатацию городами-побратимами Михама и Миката в 2002 году.PlascoEnergy Group в настоящее время использует демонстрационный завод плазменно-дуговых отходов в Оттаве, Канада, на полигоне Trail Road Landfill, в то время как Advanced Plasma Power построила модульную испытательную установку Gasplasma в Фарингдоне, Оксфордшир, Англия.

Вопрос в том, почему плазменная газификация рекламируется как имеющая неотъемлемые преимущества по сравнению с традиционными методами сжигания, захоронения и / или захоронения и используется во всем мире, почему в Соединенных Штатах не работает ни одна промышленная установка плазменной газификации?

«Основная причина в том, что с любой новой технологией вы, как правило, не можете получить ее финансирование», — говорит Джефф Сурма, президент и главный исполнительный директор InEnTec Chemical LLC, добавляя, что ее внедрение обычно стоит от 1 до 300 миллионов долларов.

Созданная учеными из Массачусетского технологического института, Battelle и General Electric, компания из Бенд, штат Орегон, разработала запатентованную систему газификации Plasma Enhanced Melter, которая используется на небольших предприятиях на Гавайях, в Японии и Малайзии для удаления опасных напрасно тратить. Внутри страны компания внедряет свою технологию PEM в коммерческих масштабах в Рино, штат Невада. Проект, названный Sierra BioFuels, будет принадлежать компании Fulcram BioEnergy Inc., которая также предоставляет услуги по проектированию, финансам и строительству.Вновь созданная дочерняя компания InEnTec, InEnTec Energy Solutions LLC, будет иметь миноритарную долю в проекте.

Ожидается, что завод Sierra BioFuels, когда он начнет работать в начале 2010 года, будет производить около 10,5 млн г этанола и перерабатывать около 90 000 тонн ТБО в год. Помимо проекта Reno, InEnTec заявляет, что у нее есть контракты с Dow Corning Corp. и Veolia Environmental Services на создание первого в стране процесса плазменной газификации для переработки опасных отходов с использованием технологии PEM компании на заводе Dow Corning в Мидленде, штат Мичиган.Завод PEM будет эксплуатироваться Veolia. «Единственный способ построить эти заводы — получить чистый капитал, а это немного отличается от долга», — говорит Сурма. «Вы много отдаете, когда привлекаете капитал. Это баланс попыток собрать достаточно капитала для строительства первых — два или три завода позволят вам получить более традиционное финансирование проекта».

Разработчики рассматривают технико-экономические обоснования как плацдарм для проверки технологии и строительства новых объектов в США.

Ориентация на осуществимость
Несомненно, девелоперы будут следить за Интернэшнл Фоллс, Миннесота. В конце июня было начато обширное технико-экономическое обоснование предлагаемого проекта плазменной газификации биомассы для получения энергии в маленьком городке в округе Кучичинг. Westinghouse Plasma возглавляет предварительные проектные работы по реактору газификации и конструкции горелки. Компания Coronol LLC, занимающаяся консалтингом и разработкой в ​​области плазменной газификации, из Миннеаполиса выступает в качестве ведущего разработчика и руководителя проекта.Технико-экономическое обоснование находится на независимом рассмотрении консультационной фирмы R.W. Beck из Сиэтла. Агентство по контролю за загрязнением Миннесоты наблюдает за исследованием, которое финансировалось штатом Миннесота.


ИСТОЧНИК: ALTER NRG

«Мы не представляем нашу технологию как серебряную пулю», — говорит Марк Монтемурро, президент и главный исполнительный директор компании Alter NRG, расположенной в Калгари, Канада, которая является материнской компанией Westinghouse Plasma. Westinghouse Plasma считается ведущим поставщиком технологий плазменной газификации в мире.Компания также поставляет оборудование для плазменной газификации для завода Coskata по производству целлюлозного этанола в Мэдисоне, штат Пенсильвания. Alter NRG будет использовать массив сырья биомассы для создания синтез-газа, в котором Coskata будет использовать свой технологический процесс, который преобразует синтез-газ в этанол. Монтемурро говорит, что строительство ведется, и Alter NRG ожидает, что объект будет сдан в эксплуатацию к началу следующего года. «Мы думаем, что его следует разрабатывать вместе с другими программами рециркуляции, а также с потенциально другими технологиями, которые более подходят с финансовой точки зрения для работы с определенными типами биомассы», — говорит Монтемурро.

Итак, какие факторы привели округ Кочичинг к решению внедрить технологию плазменной газификации? «Простой ответ — время, общественное признание, технология и экономика», — говорит Пол Неванен, директор Управления экономического развития округа Кучичинг в Интернешнл-Фоллс, отмечая, что заключительные этапы исследования должны быть завершены в конце этого года. «Это решение имело для нас большой смысл. Оно привлекательно, потому что вы избавляетесь от выбросов, производите энергию и ничего не вкладываете в землю.»

После завершения технико-экономического обоснования и если округ решит продолжить, демонстрационный проект будет обрабатывать более 100 тонн ТБО в день, используя все отходы округа Кучичинг, а также аналогичные отходы, собранные в соседних округах.

По словам Джона Ховарда, главного технического директора Coronal, успешная коммерциализация технологии плазменной газификации в Соединенных Штатах зависит от того, насколько хорошо будет проведена комплексная проверка до того, как проект будет реализован.«Как можно более осмотрительное проведение комплексной проверки имеет решающее значение для развития этих проектов», — говорит он. «Мы стараемся применять этот подход для каждого из наших проектов. Мы должны доказать, что это решение работает и что, по большей части, именно этому и посвящен проект International Falls».

Как и в случае с любой новой технологией, преодоление сложных препятствий при выдаче разрешений является частью процесса при разработке нового проекта подобного рода. По словам Сурмы, не менее важны и другие факторы, такие как оценка типа ТБО, образующихся в конкретном месте.

«Одна из вещей, которые мы решили сделать, — это сохранить наши технологии в масштабе, отвечающем потребностям местных сообществ», — говорит он. «Хорошая вещь в том, чтобы держать его в меньших масштабах, скажем, от 250 до 500 тонн в день, заключается в том, что вы имеете дело только с материалом местного производства. Что исторически было реальной проблемой при разрешении любых из этих крупных предприятий по переработке отходов, где бы они ни находились вы решаете построить его, потому что вы привозите отходы за 20 миль, чтобы заполнить этот завод, и принимающее сообщество не особенно любит, когда на них сбрасывают отходы всех остальных.»

Помимо InEnTec, в США разрабатываются еще два проекта. Планируется, что первая в стране система утилизации отходов на основе плазмы будет запущена в округе Сент-Люси, штат Флорида. Разработанная Geoplasma Inc. установка, как ожидается, будет испарять от 200 до 400 тонн отходов в день и должна быть введена в эксплуатацию. в 2009.
Город Таллахасси, штат Флорида, подписал крупнейший на сегодняшний день контракт на получение энергии из отходов плазменной дуги с Джексонвиллем, штат Флорида.на базе Green Power Systems LLC для переработки 1000 тонн ТБО в день с использованием плазменных резаков, разработанных Westinghouse Plasma. Harris Group Inc. выступает в качестве архитектора и инженера проекта.

По словам Ричарда Басфорда, вице-президента по развитию проекта GPS, завершение проекта запланировано на октябрь 2010 года. GPS также доставит 35 мегаватт электроэнергии в город Таллахасси поставщику электроэнергии в рамках 30-летней закупки электроэнергии. соглашение.

«Мы очень положительно относимся к процессу плазменной резки», — говорит Басфорд. «Я думаю, как только некоторые из них войдут в сеть и начнут работать, и люди обретут некоторую уверенность, вы увидите, что они широко распространены. Однако кто-то должен быть первым, чтобы другие могли использовать это как план для достижения успеха в будущем. »

Брайан Симс — штатный автор журнала Biomass Magazine. Свяжитесь с ним по адресу [email protected] или (701) 738-4950.

Предостережение Предупреждено Предложение о переработке отходов плазменной газификации на сумму более 650 млн долларов США

Группа из 10 поставщиков услуг по утилизации отходов на Багамах, Группа по развитию отходов (WRDG), выразила обеспокоенность по поводу предлагаемого проекта плазменной газификации стоимостью 650 миллионов долларов для энергетического проекта.

Проект по переработке отходов в энергию, который планировалось разместить на полигоне Нью-Провиденс, был назван «не имеющим экономического смысла».

Свалка была предметом непрекращающихся споров в последние годы из-за ряда пожаров, вызванных предыдущим менеджером, Renew Bahamas, отказавшимся от обслуживания после урагана Мэтью.

В октябре прошлого года в отчете The Bahama Pundit говорилось, что Renew инвестировала изрядную сумму денег в операцию по переработке отходов и приложила серьезные усилия для восстановления свалки и уменьшения количества токсичных пожаров.Но это всегда была тяжелая битва.

Однако на прошлой неделе группа WRDG сообщила местному новостному агентству Tribune Business, что технология плазменной газификации, выбранная Stellar, не оказалась «коммерчески жизнеспособной», и отметила, что ряд других плазменных проектов по всему миру не оказался успешным при расширении с «пилотного» уровня. размер проекта и средства иссякли.

В заявлении для The Tribune группа WRDG сказала: «Где в мире находится успешно действующий объект, который производит 75 МВт электроэнергии из 1500 тонн в день обычного бытового мусора, используя ту же технологию, которую вы предлагаете использовать здесь, в Багамские острова?

«Объект, который мы можем посетить и осмотреть, чтобы убедиться в его надежности и выбросах, не загрязняющих окружающую среду.Мы не хотим быть испытательным полигоном для непроверенной технологии, и уж точно не в таком масштабе или по такой цене ».

«Они также сказали, что им необходимо 1500 тонн горючих отходов (бумага, пластик, шины, древесина и т. Д., Которые могут гореть) в день, чтобы кормить этот объект

«Мы производим около 500 тонн горючих отходов в день. Это означает, что им придется добывать 1000 тонн в день с существующей свалки ».

Подробнее
Сделка на 20 млн долларов США по переработке отходов в энергию заключена на острове Невис в Карибском бассейне
Правительство острова Невис подписало соглашение, согласно которому на острове будет построен объект по переработке отходов в энергию в партнерстве с фирмой по возобновляемым источникам энергии из Балтимора, штат Мэриленд , Омни-Альфа.

IN DEPTH: отходы для получения энергии в Стамбуле.
Фатих Хошоглу, операционный менеджер ISTAC A.S, объясняет текущую ситуацию в Стамбуле, где на стадии разработки находится новое предприятие по переработке отходов мощностью 3000 тонн в день.

Впереди полный выпуск пара с приобретением канадских отходов парового риформинга в энергию

Компания Bradam Group LLC, расположенная в Роли, Северная Каролина, завершила приобретение активов Elementa Group Inc., включая процесс парового риформинга компании, который позволяет использовать отходы для получения энергии.

Плазменная газификация: чистое возобновляемое топливо за счет испарения отходов

Технология плазменной газификации в США быстро развивается и может стать идеальным способом увести ТБО со свалок и произвести ценные побочные продукты. Здесь мы рассмотрим преимущества.

от Эда Доджа

Плазменная газификация — это новая технология, с помощью которой можно перерабатывать мусорные свалки для извлечения вторсырья и превращения углеродных материалов в топливо.Он может стать неотъемлемым компонентом системы для достижения нулевого уровня отходов и производства возобновляемого топлива, заботясь об окружающей среде. Плазменно-дуговая обработка использовалась в течение многих лет для обработки опасных отходов, таких как пепел от мусоросжигательных заводов и химического оружия, и преобразования их в безопасный шлак.

Больше статей о мире обращения с отходами

Достигает ли совершеннолетия газификация отходов?

Проект комбинированной газификации и плазменной газификации в Великобритании получил разрешение на планирование

Проект плазменной газификации отходов в энергетику для закачки газа в сеть в Великобритании

Вторая установка плазменной газификации для Тиссайда после правительственной сделки

Система плазменного разрушения для канадской компании по переработке холодильников

Плазменно-дуговая переработка драгоценных металлов

Изменить NRG на поставку отходов плазменной газификации мощностью 15 МВт на энергетический завод в Китае

Сделка по ускорению плазменной газификации и использования топливных элементов в тайских отходах для получения энергии Растения

Использование этой технологии для преобразования твердых бытовых отходов (ТБО) в энергию еще совсем недавно, но она имеет большой потенциал для более эффективной работы, чем другие системы пиролиза и сжигания, из-за ее высокой температуры, плотности тепла и почти полного преобразования углеродсодержащих веществ. материалы для синтез-газа и неорганические вещества для шлака.

Синтез-газ — это простой топливный газ, состоящий из окиси углерода и водорода, который можно сжигать напрямую или очищать до топлива более высокого качества и химикатов. Шлак — это стеклообразное вещество, представляющее собой остывшие остатки расплавленных отходов; он прочно связан, безопасен и пригоден для использования в качестве строительного материала.

Технология плазменных горелок доказала свою надежность при уничтожении опасных отходов и может помочь преобразовать экологические обязательства в активы возобновляемых источников энергии.

Процесс плазменной газификации

Плазменная газификация — это многоступенчатый процесс, который начинается с подачи сырья, от отходов до угля и растений, и может включать опасные отходы.Первый шаг — переработать сырье, чтобы сделать его однородным и сухим, и отсортировать ценные вторсырья. Второй этап — это газификация, когда чрезмерное тепло от плазменных горелок применяется внутри герметичного реактора с воздушным управлением. Во время газификации материалы на основе углерода распадаются на газы, а неорганические материалы плавятся в жидкий шлак, который сливают и охлаждают. Жара вызывает полное уничтожение опасностей и ядов. Третий этап — очистка газа и рекуперация тепла, когда газы очищаются от примесей с образованием чистого топлива, а теплообменники рециркулируют тепло обратно в систему в виде пара.Заключительный этап — производство топлива, которое может варьироваться от электричества до различных видов топлива, а также химикатов, водорода и полимеров.

Газификация имеет долгую историю в промышленности, где она использовалась для переработки угля и биомассы в различные виды жидкого топлива, газов и химикатов. Все современные чистые угольные электростанции являются газификаторами, как и городские системы освещения и электроснабжения начала XIX века.

Плазменная газификация — это использование плазменных горелок в качестве источника тепла в отличие от обычных костров и печей.Преимущество плазменных горелок в том, что они являются одним из наиболее мощных источников тепла, а также относительно просты в эксплуатации.

Плазма — это перегретый столб токопроводящего газа. В природе плазма встречается в молниях и на поверхности Солнца. Плазменные горелки горят при температуре, приближающейся к 5500 ° C (10 000F), и могут надежно уничтожить любые материалы, обнаруженные на Земле, за исключением ядерных отходов.

Плазменные горелки используются в литейном производстве для плавления и резки металлов.При использовании для обработки отходов плазменные горелки очень эффективны в превращении органических и углеродистых материалов в газ. Неорганические материалы плавятся и охлаждаются в застеклованное стекло.

Газификация отходов обычно происходит при температуре 1500 ° C (2700 ° F), и при этих температурах материалы подвергаются процессу, называемому молекулярной диссоциацией, что означает, что их молекулярные связи разрушаются, и в этом процессе разрушаются все токсины и органические яды. Плазменные горелки использовались в течение многих лет для уничтожения химического оружия и токсичных отходов, таких как печатные платы (ПХБ) и асбест, но только недавно эти процессы были оптимизированы для улавливания энергии и производства топлива.

Американская корпорация Westinghouse Corporation вместе с НАСА начала создавать плазменные горелки для космической программы «Аполлон» в 1960-х годах, чтобы испытать тепловые экраны для космических аппаратов при температуре 5500 ° C. В конце 1990-х годов в Японии были построены первые пилотные проекты плазменной газификации для преобразования ТБО, осадка сточных вод и остатков авто измельчения в энергию. Японские пилотные установки оказались успешными, и в настоящее время в Канаде и других странах разрабатываются коммерческие проекты такими компаниями, как Alter NRG из Альберты, Канада.

Экономика

Экономика плазменной газификации ТБО является благоприятной, хотя и сложной. Предприятия по газификации отходов получают оплату за прием отходов в виде платы за чаевые. Затем система получает доход от продажи произведенной электроэнергии. Электроэнергия является сегодня основным продуктом, но жидкое топливо, водород и синтетический природный газ — все это возможности для будущего.

Сортировка ТБО для улавливания вторсырья, такого как металлы и ценные пластмассы, представляет собой третий поток доходов.Незначительные потоки доходов включают продажу шлака и серы. Шлак потенциально может быть использован для производства ряда строительных материалов, таких как минеральная вата, кирпич и архитектурная плитка, а сера имеет некоторую товарную ценность в качестве удобрения.

Дополнительных затрат можно избежать, отвлекая отходы со свалок и минимизируя транспортировку отходов. Государственные субсидии на возобновляемые источники энергии или углеродные кредиты могут быть значительными в будущем, но их трудно спрогнозировать.

Базовый сценарий с установкой по газификации отходов производительностью 680 тонн в день (750 тонн США), которая подходит для небольшого города или регионального объекта, будет стоить примерно 150 миллионов долларов (108 миллионов евро) для строительства.Муниципалитет, финансирующий весь проект за счет облигаций, из года в год должен стремиться к положительному денежному потоку за счет доходов от чаевых, вторсырья и продажи электроэнергии, а также от продажи шлака и серы. Значения каждой из этих переменных сильно различаются, и любое предлагаемое развитие потребует тщательной проверки для определения местных цен по каждой позиции. Плата за чаевые, тарифы на электроэнергию, вторсырье, а также процентные ставки и налоги резко различаются, создавая модель, которую необходимо тщательно оценить для любого предлагаемого развития.

Экономика газификации отходов в значительной степени способствует вторичной переработке неорганических материалов, таких как металл и стекло, которые не имеют ценности в качестве топлива и делают процесс газификации менее эффективным, даже несмотря на то, что плазменные горелки могут их плавить. Дорогостоящие пластмассы и бумага, которые можно легко разделить, гораздо более ценны как вторсырье, чем как топливо. Некоторые виды пластмасс приносят 195 евро за тонну (300 долларов за тонну США), а определенные типы бумаги могут приносить около 53 евро за тонну (75 долларов за тонну США). Для сравнения, из тонны отходов может образоваться 0.8 МВт электроэнергии по цене около 51 евро (70 долларов США) за МВт. Ясно, что любой из этих материалов, которые можно отделить и продать, стоит гораздо больше как товар, чем как топливо.

Широкий выбор входов и выходов

В некоторых местах имеются дополнительные потоки отходов, которые приносят более высокую плату за опрокидывание, чем ТБО, поскольку они токсичны и при этом имеют отличную топливную ценность. Отходы нефтепереработки нефтяных и химических заводов, медицинские отходы, остатки измельчителей автомобилей, строительный мусор, шины и телеграфные столбы — все это примеры потенциальных видов топлива, которые могут приносить высокие комиссионные за опрокидывание и обеспечивать хорошую теплотворную способность.Кроме того, в Аппалачах в Пенсильвании и Западной Вирджинии, США, существуют миллионы тонн низкосортных угольных отходов, которые могут быть использованы для газификации.

Несколько выходов могут быть произведены на одном предприятии. Тепло и пар можно продавать, а производство электроэнергии можно комбинировать с производством этанола или водорода для максимального использования ресурсов. Водород можно легко получить из синтез-газа, отделив его от углерода и кислорода, в то время как синтетический природный газ можно получить, повысив содержание метана в синтез-газе.

Жидкое топливо обычно производится из синтез-газа с помощью процессов каталитической конверсии, таких как процессы Фишера-Тропша, которые широко использовались со времен Второй мировой войны для производства моторного топлива из угля. Также разрабатываются биотехнологические методы производства жидкого топлива с использованием ферментов или микроорганизмов для преобразования.

Много исследований и усилий направлено на разработку более селективных катализаторов и продуктивных ферментов, которые повысят эффективность системы до уровней, необходимых для конкурентоспособности.В настоящее время этанол после газификации стоит более 2 долларов за галлон (эквивалент 0,37 евро за литр), и, по оценкам, производство должно стоить около 1,25 доллара (0,90 евро) или 1,50 доллара (1,10 евро). Производство этанола в демонстрационных масштабах показало, что из одной тонны ТБО в США можно произвести около 100 галлонов (эквивалент 0,9 тонны, производящей 380 литров) этанола, плюс-минус 20%. Оценить стоимость производства этанола сложно, но грубые расчеты показывают, что этанол потенциально может быть более прибыльным, чем электричество.

Улучшенное управление отходами

Газификация превосходит захоронение ТБО по ряду причин. Прежде всего, свалки токсичны для окружающей среды из-за образования токсичных жидких сточных вод и метановых газов. EPA (Агентство по охране окружающей среды США) имеет длинный протокол для переносимых по воздуху и жидких химикатов, которые необходимо локализовать и контролировать на каждой свалке. Свалки должны быть построены с обширными вкладышами, дренажами и оборудованием для мониторинга в соответствии с нормативными требованиями.Плазменная газификация может увести отходы со свалок и обеспечить полезное использование материала за счет максимизации рециркуляции и чистого использования остального в качестве топлива.

Газификация превосходит сжигание

Газификация превосходит сжигание и обеспечивает значительное улучшение воздействия на окружающую среду и энергетических показателей. Мусоросжигательные печи — это высокотемпературные горелки, которые используют тепло, выделяемое при пожаре, для работы котла и паровой турбины для производства электроэнергии. Во время горения происходят сложные химические реакции, которые связывают кислород с молекулами и образуют загрязнители, такие как оксиды азота и диоксины.Эти загрязнители проходят через дымовую трубу, если для очистки газов не установлены скрубберы.

Напротив, газификация — это процесс с низким содержанием кислорода, и образуется меньше оксидов. Скрубберы для газификации расположены в линию и имеют решающее значение для образования чистого газа, независимо от нормативной базы. Для систем сжигания скрубберы дымовых труб не дают никаких эксплуатационных преимуществ и устанавливаются в первую очередь для выполнения требований законодательства. Системы плазменной газификации, в которых используются соответствующие скрубберы, имеют чрезвычайно низкие выбросы и без проблем соответствуют самым строгим требованиям по выбросам и даже превосходят их.

Целью систем газификации является производство чистого газа, используемого для последующих процессов, которые требуют определенного химического состава, без кислот и твердых частиц, поэтому очистка является неотъемлемым компонентом системной инженерии, в отличие от требований законодательства, которые должны выполняться.

Зола из мусоросжигателя также высокотоксична и обычно утилизируется на свалках, в то время как шлак от плазменной газификации безопасен, поскольку он плавится и превращается в прочно связанную молекулярную структуру.

Фактически, одним из основных применений плазменных горелок в индустрии уничтожения опасных отходов было плавление токсичной золы из мусоросжигательных заводов в безопасный шлак. Стекловидный шлак подлежит регламенту EPA по методике определения характеристик токсичности выщелачивания (TCLP), в которой измеряется восемь вредных элементов. Данные с существующих предприятий, даже тех, которые перерабатывают особо опасные отходы, показали, что они намного ниже нормативных пределов.

Производство электроэнергии при плазменной газификации превосходит производство электроэнергии при сжигании в мусоросжигательной установке.В инсинераторах обычно используется тепло от сгорания для приведения в действие паровой турбины для выработки энергии. В системах газификации могут использоваться гораздо более эффективные газовые турбины, особенно если они настроены в режиме комбинированного цикла с интегрированной газификацией (IGCC). Так же, как IGCC является передовым предприятием по производству энергии из угля, то же самое верно и при использовании ТБО в качестве источника топлива.

Углеродное воздействие

Углеродное воздействие плазменной газификации значительно ниже, чем при использовании других методов обработки отходов. Считается, что он оказывает негативное углеродное воздействие, особенно по сравнению с образованием метана на свалках.Газификация также является важной технологией отделения углерода. Это в первую очередь технология переработки угля; он превращает твердый углерод в газообразную форму.

Синтез-газ состоит из окиси углерода и водорода. Водород легко отделяется от монооксида углерода, позволяя использовать водород, в то время как углерод изолирован. Министерство энергетики США определило газификацию посредством своих проектов по очистке угля как важнейший инструмент для улавливания углерода

Противодействие окружающей среде

Экологи выступили против газификации отходов по двум основным причинам.Первый аргумент заключается в том, что любое предприятие по переработке отходов в энергию будет препятствовать переработке отходов и отвлекать ресурсы от усилий по сокращению, повторному использованию и переработке. Экономические исследования рынков отходов показывают обратное; преобразование отходов в энергию в значительной степени способствует переработке отходов для разделения ценных товаров и максимального увеличения их ценности для топлива.

Второй аргумент против газификации отходов заключается в том, что они имеют те же выбросы, что и сжигание. Эти аргументы основаны на системах газификации, которые не очищают газы, а вместо этого сжигают грязный синтез-газ.Такие системы представляют собой двухступенчатые горелки и не рекомендуются по экологическим причинам. Существует множество вариантов сжигания, пиролиза и газификации, которые используются в различных комбинациях. Для достижения положительных экологических показателей требуется надлежащая инженерия.

Technology

Плазменная газификация ТБО — довольно новое приложение, которое объединяет хорошо зарекомендовавшие себя подсистемы в одну новую систему. Подсистемы включают переработку и сортировку отходов, плазменную обработку, очистку газа и производство энергии.Интеграция этих систем быстро развивается, но до сих пор не реализована в крупных промышленных системах. Демонстрационные и пилотные системы успешно работают в Японии и Канаде, еще больше запущено в США и Европе.


Концепции систем преобразования энергии на основе газификации Источник: NETL Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

null

Предварительная обработка

Сортировка и переработка отходов — зрелая отрасль для вторичной переработки. В продаже имеется широкий спектр оборудования для сушки и разделения.Целью обработки ТБО является измельчение их на однородно мелкие кусочки и отделение всего металла, стекла и других неорганических веществ, не имеющих ценности в качестве топлива. Ценные вторсырья следует отдавать на продажу. ТБО в таком виде часто называют RDF — топливом, полученным из отходов.

Следующий этап

После предварительной обработки отходы испаряются с использованием высокой температуры от плазменных горелок.

По мере испарения материалов газы выходят из верхней части, а расплавленный шлак выливается из нижней части реактора.Для газификации ТБО требуется температура выше 1200 ° C (2200 ° F), а системы рассчитаны на работу около 1500 ° C (2700 ° F). Когда горячие газы выходят из реактора, они охлаждаются за счет комбинации закалки и теплообменников. Тепло очень ценно и возвращается обратно в систему для производства пара для других целей.

Использование теплообменников при 1500 ° C сопряжено с техническими проблемами, так как температура приведет к деформации стали и других материалов. Подсистема теплообмена — одна из областей, которая выиграет от дальнейшего развития.

Очистка

После охлаждения газы проходят ряд операций по очистке газа, которые настраиваются с учетом требований, предъявляемых ниже по потоку, а также экологических норм. Существует много различных конструкций скрубберных систем, и это развитая отрасль. Скрубберы обычно используются для очистки выхлопных газов дымовых труб на электростанциях и в промышленности.

Производство энергии

Электроэнергия производится с помощью котлов, двигателей или газовых турбин. Газовые двигатели и турбины требуют очень чистых газов, но прямое сгорание для сжигания котла может потреблять меньше чистого газа и иметь самые низкие затраты.Паровые системы могут производить 450550 кВтч на тонну (500600 кВтч на тонну США) ТБО. Газовые турбины в комбинированном цикле могут производить

00 кВтч на тонну (10001200 кВтч на тонну) ТБО. IGCC считается современным и наиболее эффективным средством получения энергии из углеродных ресурсов. Это модель, используемая на современных чистых угольных электростанциях.

В IGCC синтез-газ сжигается в турбине для производства электроэнергии, в то же время горячий выхлоп турбины улавливается парогенератором-утилизатором (HRSG) для производства электроэнергии с помощью паровой турбины.Комбинация паровой турбины с газовой турбиной представляет собой комбинированный цикл.

Парогенераторы с рекуперацией тепла могут также использовать уловленное тепло от газов в дополнение к теплу от выхлопных газов турбины. Газы выходят из реактора при температуре около 1200 ° C, и тепло можно использовать для выработки значительного количества энергии для установки. Теоретически факелы и установка будут потреблять только 25% производимой энергии, а 75% будут доступны для продажи.

Выводы

Наступает время газификации отходов.Мир сталкивается с серьезными проблемами в поисках новых источников энергии, а также с продолжающейся деградацией окружающей среды.

Плазменная газификация отходов может быть частью решения обеих проблем. Использование токсичных отходов в качестве сырья для производства возобновляемого топлива превращает обязательства в активы. Как муниципальное предприятие или предприятие, финансируемое государством, установка газификации отходов может помочь сбалансировать бюджеты и обеспечить защиту от будущего роста цен на энергию. Сложность и дороговизна делают плазменную газификацию сложной задачей для частных инвесторов и муниципалитетов.


Плазменная газификация, входы и выходы Щелкните здесь, чтобы увеличить изображение

К счастью, технологии, необходимые для газификации отходов, быстро развиваются. Самым обнадеживающим аспектом плазменной газификации является то, что все отдельные подсистемы очень зрелые и устоявшиеся. Просто интеграция между ними требует дальнейшей доработки. Все оборудование для сортировки и подготовки отходов легко доступно, плазменные горелки надежно используются в течение десятилетий, а газификация и газоочистка также хорошо известны.

Производство энергии из синтез-газа сегодня может быть прибыльным путем производства электроэнергии, и есть надежда, что этанол вскоре станет экономичным. Водород и синтетический природный газ тоже не за горами, ожидая подходящего момента для появления. Вполне возможно, что через десять лет общество сможет производить значительные количества возобновляемого топлива, используя мусорные свалки, и одновременно очищать окружающую среду.

Эд Додж из Корнельского университета в Итаке, штат Нью-Йорк, США.
e-mail: eddodge @ gmail.com.

Другие статьи в мире управления отходами

Бесплатная Интернет-конференция — Превращение отходов в топливо: коммерческое и жизнеспособное решение?
Опытные проекты успешно преобразовали твердые бытовые отходы в пригодное для использования биотопливо второго поколения. Коммерциализация сейчас идет полным ходом, лидируют Великобритания, США и Канада. Подключайтесь к новой веб-трансляции WMW, чтобы узнать больше! В число спикеров войдут NNFCC, Solena Fuels и Enerkem …

Решение проблемы удаления отходов?

Плазменная газификация: решение дилеммы утилизации отходов?

Нет отходов, не хотите?

Источник этой пословицы неизвестен, но я рискну предположить, что это не был ваш средний (современный) американец.Я говорю это, потому что средний американец проходит через 56 тонн мусора в год, включая 500 пластиковых стаканчиков и 650 фунтов бумаги. Если бы мы начали выстраивать в очередь все мусоровозы, которые американцы заправляют за два года, они бы протянулись от Земли до Луны! Один только Нью-Йорк ежедневно производит достаточно мусора, чтобы заполнить Эмпайр-стейт-билдинг.

Мусор не только некрасивый, но и представляет проблему с точки зрения климата. Сжигание и разложение твердых отходов (как это происходит на свалках) производит парниковые газы и угрожает стабильности окружающей среды.

Новая технология, называемая плазменной газификацией, может «съесть» весь этот мусор, оставив только энергию и ценные материалы (и при этом не производя выбросов парниковых газов). Слишком хорошо, чтобы быть правдой? Тайвань, Япония, Англия и Канада так не думают; у них уже есть запущенная технология.

Куда в настоящее время мы складываем все наши твердые бытовые отходы (технические для мусора), если не на плазменных установках? Что ж, EPA подсчитало в 2005 году, что 32,1% наших отходов восстанавливается с помощью процедур переработки.Однако это число не включает опасные, промышленные или строительные отходы — если бы это было так, источники говорят, что цифра была бы ближе к 10%. Остальные 90% попадают либо на свалки, либо на мусоросжигательные заводы.

Свалки (и их уродливые собратья, свалки) — это места, где мусор хранится на природном ландшафте и в его пределах. В то время как свалки обычно представляют собой просто ямы в земле, где захоронен мусор, на свалках используются сложные методы уплотнения, изоляции и поддержания отложений мусора для максимального использования земли и минимизации экологического ущерба.Свалки тщательно оцениваются на предмет их пригодности (состав подстилающей коренной породы является серьезной проблемой) и должны тщательно поддерживаться (например, для большинства полигонов требуется свежий шестидюймовый слой почвы каждый день). Около 70% городских отходов в США попадает на свалки.

Бульдозер, уплотняющий твердые отходы на полигоне.

Несмотря на тщательное планирование и обслуживание, свалки по-прежнему выделяют большое количество парниковых газов. При анаэробном разложении твердых отходов метан и диоксид углерода выделяются примерно в равных частях.Свалки постоянно были крупнейшим искусственным источником выбросов метана за последние десять лет (и уступали только кишечной ферментации). Хотя большая часть метана может быть переработана и использована в качестве возобновляемого, экологически чистого источника энергии, и, несмотря на поддержку EPA, это еще предстоит сделать в США в каких-либо крупных масштабах.

В инсинераторах

используется сжигание, чтобы преобразовать отходы в золу, газ и тепло в объемной пропорции примерно девять к одному. Сжигание может обрабатывать те виды отходов, которые считаются слишком опасными для хранения на свалках, включая биологические и медицинские отходы.Однако (часто токсичная) зола, образующаяся в результате сжигания и других термических методов, также должна быть захоронена, и помимо выбросов парниковых газов, другие выбросы (например, диоксины) представляют опасность для здоровья и окружающей среды. Глобальный альянс за альтернативы сжиганию мусора (GAIA), международный альянс единомышленников на низовом уровне, указывает, что мусоросжигательные заводы обычно расположены в бедных и сельских районах с небольшим политическим влиянием, что является нарушением экологической справедливости.

Нью-Йорк полагается на сочетание мусоросжигательных заводов и свалок для удаления 36 000 тонн мусора, образующегося ежедневно.Большая часть этого объема передана частным предприятиям — только 12 000 тонн обрабатываются Департаментом санитарии. После закрытия полигона Fresh Kills Landfill (крупная свалка на Статен-Айленде) в 2002 году все муниципальные отходы теперь сбрасываются за пределы штата, в частности, в Нью-Джерси, Пенсильванию, Вирджинию, Огайо и Южную Каролину. Частные контракты и транспортные расходы несут изрядную цену: 90 долларов за тонну отходов, что далеко от средних 35 долларов, которые платят в других штатах.

Работа, проделанная Институтом Рузвельта, исследовательским центром, управляемым студентами, здесь, в Колумбии, выдвигает на первый план новую технологию, которая, похоже, решает многие, в частности, проблемы города Нью-Йорка, с удалением отходов.

Плазменно-дуговая газификация — это новое поколение технологий термической обработки. Пропуская ток высокого напряжения через инертный газ под давлением, можно вызвать чрезвычайно высокие температуры (до 30 000 градусов по Фаренгейту — в три раза больше, чем поверхность Солнца) в плазменной дуге.Эта дуга способна уничтожать любой тип отходов — за исключением некоторых очень редких высокоэнергетических ядерных отходов — и преобразовывать их в элементарные газы и обсидианоподобный шлак. Этот процесс сильно экзотермичен, поэтому вырабатывается избыток энергии; как только дуга зажигается, она «окупается», а потом и за себя.

Выбросы от газификации, называемые синтетическим газом, могут быть преобразованы на месте в водород и другие ценные газы для продажи. Startech, ведущий разработчик технологии газификации, утверждает, что объединенные продажи избыточной электроэнергии и производства водорода позволят предприятиям получить прибыль 15 долларов с каждой тонны переработанных отходов.Это могло бы помочь уменьшить 1,25 миллиарда долларов, которые в настоящее время ежегодно тратятся на сбор и удаление городского мусора (по сравнению с 658 миллионами долларов в 2000 году).

Установка плазменной газификации, работающая в Восточной Азии.

Установки плазменной газификации уже существуют на Тайване, в Японии, Канаде и Англии, и есть планы строительства дополнительных мощностей. Есть два контракта для заводов во Флориде и еще один рассматривается для Лос-Анджелеса.

Завод, который перерабатывает 2 000 тонн отходов в день, примерно то, что производит город с миллионным населением ежедневно, стоит 250 миллионов долларов.Это может быть непомерно дорого для муниципалитетов (особенно таких, как муниципалитет Нью-Йорка), но, как отмечают Анджела Вонг и соавторы Института Рузвельта, за десять лет работы город сможет компенсировать затраты на строительство.

Я связался с Джозефом Лонго, харизматичным генеральным директором Startech (также изобретателем уплотнителя мусора), чтобы узнать, какие препятствия остаются на пути широкого распространения плазменной газификации. Я намекнул на мощное лобби по утилизации мусора и высокие накладные расходы на строительство, но он подумал, что проблема была более общей, чем это.

Он задавался вопросом, почему любая экологически «просвещенная» страна будет полагаться на сжигание мусора и свалки. Папуа-Новая Гвинея их не использует; что они знают, чего не знаем мы? К счастью, все меняется, хотя и медленно, — говорит он. А пока придется придерживаться пословиц.


.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *